半波偶极子天线毕业设计开题报告
应届本科生毕业(设计)开题报告范文.doc
应届本科生毕业（设计）开题报告范文(设计)题目：智能天线技术的基本原理及其MUSIC算法(设计)起止时间：一、(设计)研究背景与意义智能天线是3G的一项关键技术，作为当今三大主流标准之一的TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access)是由中国自主提出使用的TDD方式的(时分双工方式)的第三代移动通信系统标准。
TD- SCDMA的核心技术之一就是智能天线技术。
在TD- SCDMA系统中使用智能天线技术，基站可以利用上行信号信息对下行信号进行波束成形，从而降低对其他移动台的干扰，同时提高接收灵敏度，增加覆盖距离和范围，改善整个通信系统的性能。
智能天线是一种多天线系统，它按照某种算法来对准期望信号，使得期望信号得到最大增益，而干扰信号被压制。
智能天线系统的核心在于数字信号处理部分，它根据一定的准则，使天线阵产生定向波束指向移动用户，并自动调整权系数以实现所需的空间滤波。
智能天线需要解决以下两个关键问题：辨识信号到达方向DOA(Directions of Arrinal)和数字波束赋形的实现。
在对信号DOA估计的算法中，作为超分辨空间谱估计技术的MUSIC(Multiple Signal Classification)算法是最经典的算法之一。
本文针对3G的需求背景，研究智能天线技术及DOA估计算法。
随着移动通信用户数迅速增长和人们对通话质量要求的不断提高，要求移动通信网在大容量下仍具有较高的话音质量。
经研究发现，智能天线可将无线电的信号导向具体的方向，产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号到达方向DOA(directions of arrinal)，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，达到充分高效利用移动用户信号并删除或抑制干扰信号的目的。
同时，利用各个移动用户间信号空间特征的差异，通过阵列天线技术在同一信道上接收和发射多个移动用户信号而不发生相互干扰，使无线电频谱的利用和信号的传输更为有效。
一种新型宽带电磁偶极子天线的开题报告
一种新型宽带电磁偶极子天线的开题报告
一、选题的背景
随着无线通信技术的不断发展，人们对天线的性能和设计要求也日益提高。
目前，传统的天线设计并不能完全满足需求，因此一些新型的宽带天线逐渐受到青睐。
其中，宽带电磁偶极子天线因其带宽宽、结构简单、易于制造等优点而备受关注。
本文将介绍一种新型宽带电磁偶极子天线的设计和实现方法。
二、研究意义
目前，无线通信在人们的日常生活中已经变得越来越普及，而天线是无线通信中至关重要的一个组成部分。
因此，研究新型的宽带天线对于促进无线通信技术的发展具有重要意义。
此外，宽带电磁偶极子天线在军事、航空航天等领域也有重要的应用价值。
三、研究内容和方法
本文将设计一种新型宽带电磁偶极子天线，其主要结构为两个相互平行的导体线，中间通过一个绝缘介质相互连接，整个天线的长度约为波长的1/4。
本文采用电磁仿真软件对天线的模型进行仿真分析，通过调整天线的结构参数来实现宽带性能。
最后，我们将搭建实验平台对该天线的性能进行测试和验证。
四、预期结果和意义
预计本文设计的宽带电磁偶极子天线将具有较宽的频带，性能稳定且容易实现，能够胜任大部分无线通信应用的需要，为现代通信技术的发展做出新的贡献。
此外，本研究对电磁偶极子天线的理论研究和实际应用具有重要的推动作用，可为未来相关领域的研究提供一定的启示和借鉴。
半波偶极子天线设计
微波技术与天线实验报告
3.创建天线的一个臂
将天线的臂命名为yuanzhu，并设置天线的材料为pec，透明度为0.6，位置用La
4.创建天线的另一个臂
将第一个臂进行复制，即可生成第二个臂。
Edit--Duplicate--Around Axis，Axis选
6.设置端口激励
将长方形贴片设置为激励端口，半波偶极子的输入阻抗为73.2Ω。
设置完成后进行辐射边界的设置，选中圆柱体后右键选择Assign Boundary--Radiation。
三：求解设置
检查设计的正确性，正确无误后进行下一项。
从图中可以看出，当频率为3.0GHz时，S11的值最小，为-24.07dB。
从圆图中可以看出，在3.0GHz时，天线的归一化阻值为0.8905+0.0449i 2.查看天线的电压驻波比。
从图中可以看出，当频率为2.7GHz-3.3GHz之间，电压驻波比小于2.
3.查看E场的增益图。
在Radiation节点设置E平面。
此图为电场的切面图。
从此图可以看出增益最大为z轴方向，值为2.44dB。
偶极子天线实验报告
偶极子天线实验报告一、引言偶极子天线是一种常见的无线通信天线，广泛应用于无线电通信、雷达系统、卫星通信等领域。
本实验旨在通过实际操作，验证偶极子天线的工作原理和性能。
二、实验目的1. 了解偶极子天线的基本原理和结构；2. 掌握偶极子天线的调整方法和性能测试；3. 分析偶极子天线的辐射特性，并比较不同参数对天线性能的影响。
三、实验器材1. 偶极子天线；2. 信号源；3. 高频信号发生器；4. 示波器；5. 电源。
四、实验步骤1. 搭建实验平台：将偶极子天线固定在天线架上，并将信号源与天线连接。
调整天线的位置和方向，使其与信号源保持最佳匹配。
2. 测量天线增益：通过改变信号源的频率，测量天线在不同频率下的增益，并绘制增益-频率曲线。
3. 测量天线辐射方向图：将天线固定在水平方向上，通过旋转天线架，测量天线在不同角度下的辐射功率，并绘制辐射方向图。
4. 测量天线阻抗：将信号源与示波器连接，测量信号源输出和天线输入之间的阻抗，并计算天线的输入阻抗。
5. 调整天线参数：根据实验结果，调整天线的长度、宽度等参数，观察天线性能的变化。
五、实验结果与分析1. 实验结果：根据实验数据，绘制了天线增益-频率曲线，得出天线在特定频率范围内具有较高的增益。
实验数据还显示，天线在水平方向上具有较好的辐射特性，辐射范围较宽。
通过调整天线的参数，可以进一步优化天线性能。
2. 实验分析：偶极子天线的增益与频率有关，通常在某个特定频率下具有最大增益。
这是因为天线的长度和频率之间存在共振关系，只有在共振频率下，天线才能有效地辐射和接收电磁波。
而在共振频率附近，天线的增益会显著下降。
天线的辐射方向图描述了天线在不同方向上的辐射功率分布。
通过测量不同角度下的辐射功率，可以绘制出辐射方向图。
一般来说，偶极子天线的辐射方向图呈现出较为均匀的辐射特性，在水平方向上具有较好的辐射范围。
天线的阻抗是指天线输入端的电阻和电抗之和。
通过测量信号源输出和天线输入之间的阻抗，可以了解天线的阻抗匹配情况。
1半波偶极子
附录：\3D模型回波损耗（S11）电压驻波比（VSWR）Smith圆图输入阻抗增益方向图三维增益方向图半波偶极子天线一、实验目的1.熟练使用HFSS软件。
2.掌握半波偶极子天线的原理。
二、实验原理此次设计为一个中心频率为3GHz的半波偶极子天线，天线沿z轴放置，天线材质使用理想导体，总长度为0.48λ，半径为λ/200.天线馈电采用集总端口激励方式，端口距离为0.24mm，辐射边界和天线的距离为λ/4.模型图如下：1.电流分布对于从中心馈电的偶极子天线，其两端为开路，故电流为零。
假设将偶极子天线沿z轴放置，其中心位于坐标原点，则长度为l的偶极子天线的电流分布可以表示为：I0是波腹电流；k是波数，且k=2π/λ；l是偶极子天线一个臂的长度。
对于半波偶极子天线而言，长度l=λ/4。
将参数代入上式可得半波偶极子天线的电流分布为：下图为分析模型图：2.辐射场和方向图已知半波偶极子天线上的电流分布，可以利用叠加原理来计算半波偶极子天线的辐射场。
经计算得半波偶极子天线的辐射场为：加上方向特性，半波偶极天线的远区辐射电场为：式中：称为半波偶极子天线的方向性函数。
根据远区场的性质，可以求得半波偶极子天线的磁场为：根据方向性函数可以绘出半波偶极子天线的归一化场强方向图，在H平面（θ=90°）极坐标方向图是一个圆。
在E平面（ψ为常数）中，辐射场强会随着角度θ的变化而变化，θ=±90°方向上场强最大，θ=0°和θ=180°方向上场强为零。
3.方向性系数从半波偶极子天线的方向性函数可以计算出半波偶极子天线的功率方向性系数为：以分贝表示为：4．辐射电阻天线的平均功率密度可以用平均坡印廷矢量表示：半波偶极子天线的辐射功率则为：R r表示辐射电阻，计算可得辐射电阻为：R r=73.2Ω。
三、实验步骤1、新建设计工程a．运行HFSS并新建工程b．设置求解类型c．设置模型长度单位2、添加和定义设计变量3、设计建模a.创建偶极子天线模型b.设置端口激励c.设置辐射边界条件4、求解设置分析的半波偶极子天线的中心频率在3GHz附近，因此，求解频率设置为3GH;同时添加2.5GHz~3.5GHz的扫频设置，扫频类型选择快速扫频（Fast)，分析天线在2.5GHz~3. 5GHz频段内的回波损耗和电压驻波比。
半波偶极子天线毕业设计开题报告
毕业设计开题报告半波偶极子天线设计学院：班级：学生姓名：指导教师：职称：2012 年11月19日开题报告填写要求1．开题报告作为毕业设计答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一，应在指导教师指导下，由学生在毕业设计工作前期完成，经指导教师签署意见、专家组及学院教学院长审查后生效；2．开题报告必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴；3．毕业设计开题报告应包括以下内容：（1）研究的目的；（2）主要研究内容；（3）课题的准备情况及进度计划；（4）参考文献。
4．开题报告的撰写应符合科技文献规范，且不少于2000字；参考文献应不少于15篇，包括中外文科技期刊、教科书、专著等。
5．开题报告正文字体采用宋体小四号，1.5倍行距。
附页为A4纸型，左边距3cm，右边距2cm，上下边距为2.5cm，字体采用宋体小四号，1.5倍行距。
6．“课题性质”一栏：理工类：A..理论研究B.工程设计C..软件开发D. 应用研究E.其它经管文教类：A.理论研究B.应用研究C.实证研究D.艺术创作E.其它“课题来源”一栏：A.科研立项B.社会生产实践C.教师自拟D.学生自选“成果形式”一栏：A.论文B.设计说明书C.实物D.软件E.作品毕业设计开题报告附页：一、研究的目的：Radio frequency identification(RFID)技术是一种利用射频技术实现的非接触式自动识别技术,近年来,RFID技术飞速发展并逐渐成为自动物体识别应用中的主要技术[1]。
现今有很多种RFID天线类型,如偶极子天线、分形天线、环形槽天线和微带贴片天线等[2]。
这里着重研究RFID技术中的半波偶极子天线，它的结构是由一个简易的偶极子天线由两段同样粗细、长度相等的直导线构成,在中间两个端点之间进行馈电。
由于它结构简单,广泛应用于通信、雷达和探测等各种无线电设备中,适用于短波、超短波,甚至微波。
毕业设计开题报告_634358208372997500
南京邮电大学毕业设计(论文)开题报告题目KDP晶体的倍频效应研究学生姓名翟薇薇班级学号B070404B07040406专业光信息科学与技术提纲(开题报告2000字以上)：1. 对指导教师下达的课题任务的学习与理解2. 阅读文献资料进行调研的综述3. 根据任务书的任务及文献调研结果，初步拟定的执行（实施）方案（含具体进度计划）一、研究的目的与意义：激光出现之前的光学基本上研究的是弱光束在介质中的传播、干涉、衍射、偏振等现象。
在这些现象中光波满足线性叠加原理。
现在称之为线性光学。
而强光在介质中将产生很多新现象，如谐波的产生、光学参量放大与振荡效应、光的受激散射、光束自聚焦、多光子吸收、光致透明和光子回波等，研究这些现象的学科称为非线性光学，在这里波的线性叠加原理不再成立。
因为介质的非线性效应一般是比较弱，在激光这样强大的光源出现后，非线性光学的研究开始大力开展。
研究非线性光学对激光技术、光谱学的发展以及物质结构分析等都有重要意义。
非线性光学晶体是具有非线性光学效应的一类晶体，其最主要的用途就是对激光的倍频作用，用于产生二次谐波：它可使激光的波长发生变化。
激光晶体辐射的激光波长多为红外光，通过非线性晶体倍频后能变为可见光，甚至将可见激光转变为波长更短的激光，从而扩展激光谱线覆盖的范围。
非线性晶体拓宽了激光波段，可使激光得到更有效的应用。
比如红外激光经非线性晶体倍频后成为绿光，绿光可用于水下通讯、光盘存储等方面。
目前，非线性光学晶体的倍频作用在激光技术中已被广泛采用。
为得到波长更短的激光可用多级倍频。
二、研究的历史、现状以及发展趋势：非线性光学的早期工作可以追溯到1906年泡克耳斯效应的发现和1929年克尔效应的发现。
但是非线性光学发展成为今天这样一门重要学科，应该说是从激光出现后才开始的。
激光的出现为人们提供了强度高和相干性好的光束。
而这样的光束正是发现各种非线性光学效应所必需的。
激光出现后的1961年，P.A.弗兰肯等人首次利用石英晶体将红宝石激光器发出的波长为 694.3纳米的激光转变成波长为347.15纳米的倍频激光，从而开始了非线性光学的主要历史阶段。
实验三_半波偶极子
实验三 半波偶极子一、【实验目的】1. 以一个简单的半波偶极子天线设计为例，熟悉HFSS 软件分析和设计天线的基本方法及具体操作；2. 利用HFSS 软件仿真设计了解半波振子天线的结构和工作原理；3. 通过仿真设计掌握天线的重要指标：回波损耗S11、3D 方向图二、【实验仪器】计算机一台、HFSS 软件三、【实验内容】1、对半波偶极子进行HFSS 建模2、仿真计算其特性参数四、【实验原理】半波偶极子是工程中常用的一种经典天线，其全长为半个波长。
五、【实验步骤】本次实验设计一个中心频率为915 MHz 的半波偶极子天线。
根据f c /=λ可以计算出915MHz 在真空中对应的波长是328mm ，所以真空中放置的半波偶极子天线的长度为半个波长即164mm 。
故天线的初始尺寸设置如下图所示，两侧82mm 长的矩形条为半波偶极子的两个臂，中间3mm*3mm 的矩形面用于模拟RFID 芯片。
1、初始步骤（1）打开HFSS ，新建一个项目，将project 重命名为较规则的名字，如dipole 。
（2）设置求解类型：点击菜单栏HFSS/SolutionType ，在跳出窗口中选择Driven Modal ，再点击OK 按钮。
（3）为建立的模型设置单位：点击菜单栏3D Modeler/Units，在跳出窗口中选择mm，再点击OK按钮。
2、设计建模1）创建偶极子天线模型首先创建一个沿Y轴方向放置的矩形条作为偶极子天线的一个臂，矩形条线宽为3mm，长度为82mm。
并将其改为铜黄色。
画好后，使用（视图旋转功能）、（放缩到合适大小）和（拖曳放缩）等功能按钮，将矩形面调整到合适的视图。
然后选中刚才画好的上臂，并利用（绕着坐标轴复制）操作生成偶极子天线的另一个臂。
由于天线是金属材质，需将矩形条设置为理想导体，选中两个矩形条，右键→assign boundary→Perfect E。
2）、设置端口激励半波偶极子天线由中心位置馈电，在偶极子天线中心位置创建一个平行于XY平面的矩形面作为激励端口平面，并设置端口平面的激励方式为集总端口激励。
实验四 半波偶极子天线设计
实验四半波偶极子天线设计
（一）实验目的
1.对半波偶极子天线有个大概的了解
2.对HFSS软件的参数设计认识。
（二）实验内容
1.通过学习HFSS软件以及天线PPT的课件知识，对半波偶极子天线有了初步的了解，建立的半波偶极子天线模型如下：
SH的扫频分析图如下：
该天线的回波损耗SH<=-10dB时BW=（3.25-2.775）/3=0.15833
电压驻波比VSWR
Smith圆图
输入阻抗
半波偶极子天线XZ面增益方向图
XY面增益方向图
三维增益方向图
三．实验总结
1.根据天线的课件以及老师学教的知识，我学会了对半波偶极子天线的设计。
2.其实HFSS软件很有用，以后多学习一下。
半波偶极子天线设计毕业设计(论文)任务书
2毕业设计论文1份
3在HFSSv10上完成半波偶极子天线的设计及仿真
4完成半波偶极子天线的制作及调试
2．毕业设计（论文）工作进度计划：
周次
工作内容
早进入阶段
第一周
第二周
第三、四周
第五、七周
第八、九周
第十、十一周
第十二、十四周
第十五、十六周
搜集课题信息及相关资料，学习相关知识。
深入掌握相关知识，对整个研究过程有பைடு நூலகம்一定计划。
半径：0.5mm
天线馈电采用集总激励方式
端口距离：0.24mm
辐射边界和天线距离：25.5mm
三、技术要求及工作要求：
1使用HFSSv10软件仿真并优化半波偶极子天线，使其满足设计要求。
2通过对半波偶极子天线的设计，掌握其组成和工作原理。
3设计出符合要求的半波偶极子天线，并完成毕业设计论文。
四、实物要求：
工作内容工作内容工作内容早进入阶段早进入阶段早进入阶段第一周第一周第一周第二周第二周第二周第三四周第三四周第三四周第五七周第五七周第五七周第八九周第八九周第八九周第十十一周第十十一周第十十一周第十二十四周第十二十四周第十二十四周第十五十六周第十五十六周第十五十六周搜集课题信息及相关资料学习相关知识
天津职业技术师范大学
完成初步设计。
进行毕业设计，确定设计方案。
软件的学习和仿真设计。
逐步完善设计方案。
按照仿真结果制作实物，并调试。
将以上工作编制成论文形式。
设计总结，完成论文，答辩准备。
教研室（学科组）主任签字：
毕业设计（论文）任务书
题目
(包括副标题)
半波偶极子天线设计
教师姓名
半波偶极子天线的HFSS仿真设计
半波偶极子天线的ＨＦＳＳ仿真设计一、实验目的：1.以一个简单的半波偶极子天线设计为例，加深对对称阵子天线的了解；2.熟悉HFSS软件分析和设计天线的基本方法及具体操作；3.利用HFSS软件仿真设计以了解半波振子天线的结构和工作原理；4.通过仿真设计掌握天线的基本参数：频率、方向图、增益等。
二、实验步骤：本次实验设计一个中心频率为3GHz的半波偶极子天线。
天线沿着Z轴放置，中心位于坐标原点，天线材质使用理想导体，总长度为0.48λ，半径为λ/200。
天线馈电采用集总端口激励方式，端口距离为0.24mm，辐射边界和天线的距离为λ/4。
１、添加和定义设计变量参考指导书，在Add Property对话框中定义和添加如下变量：２、设计建模１）、创建偶极子天线模型首先创建一个沿Z轴方向放置的细圆柱体模型作为偶极子天线的一个臂，其底面圆心坐标为（0，0，gap/2），半径为dip_radius，长度为dip_length，材质为理想导体，模型命名为Dipole，如下：然后通过沿着坐标轴复制操作生成偶极子天线的另一个臂。
此时就创建出了偶极子的模型如下：2）、设置端口激励半波偶极子天线由中心位置馈电，在偶极子天线中心位置创建一个平行于YZ面的矩形面作为激励端口平面，并设置端口平面的激励方式为集总端口激励。
该矩形面需要把偶极子天线的两个臂连接起来，因此顶点坐标为（0，-dip_radius，-gap/2），长度和宽度分别为2*dip_radius和gap。
如下：然后设置该矩形面的激励方式为集总端口激励。
由之前的理论分析可得，半波偶极子天线的输入阻抗为73.2Ω，为了达到良好的阻抗匹配，将负载阻抗也设置为73.2 Ω。
随后进行端口积分线的设置。
此处积分线为矩形下边缘中点到矩形上边缘中点。
3）、设置辐射边界条件要在仿真软件中计算分析天线的辐射场，必须先设置辐射边界条件。
本次设计中采用辐射边界和天线的距离为1/4个工作波长。
半波偶极子天线课程设计
半波偶极子天线课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习半波偶极子天线的相关知识，让学生掌握半波偶极子天线的基本原理、设计与应用。
具体目标如下：1.了解半波偶极子天线的定义和工作原理；2.掌握半波偶极子天线的设计方法和使用条件；3.熟悉半波偶极子天线在不同场景下的应用。
4.能够运用所学知识分析和解决半波偶极子天线相关问题；5.具备半波偶极子天线的设计和调试能力；6.能够运用半波偶极子天线进行无线通信系统的设计。
情感态度价值观目标：1.培养学生对无线通信技术的兴趣和热情；2.培养学生勇于探索、创新的精神，提高学生解决实际问题的能力；3.培养学生团队协作意识和沟通能力，提升学生的职业素养。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.半波偶极子天线的定义和工作原理；2.半波偶极子天线的设计方法和使用条件；3.半波偶极子天线在不同场景下的应用；4.半波偶极子天线的性能评估和优化。
教学大纲安排如下：第1课时：半波偶极子天线的定义和工作原理；第2课时：半波偶极子天线的设计方法和使用条件；第3课时：半波偶极子天线在不同场景下的应用；第4课时：半波偶极子天线的性能评估和优化。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
具体方法如下：1.讲授法：用于讲解半波偶极子天线的基本原理、设计方法和应用；2.讨论法：引导学生针对半波偶极子天线的设计和使用条件展开讨论，提高学生的思考和分析能力；3.案例分析法：分析实际案例，使学生更好地理解半波偶极子天线在不同场景下的应用；4.实验法：让学生动手实践，培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，如《无线通信原理与应用》等；2.参考书：提供相关领域的参考书籍，如《半波偶极子天线设计手册》等；3.多媒体资料：制作精美的PPT、教学视频等，以直观展示半波偶极子天线的原理和应用；4.实验设备：准备半波偶极子天线实验套件，让学生进行实际操作和调试。
天线开题报告
天线开题报告天线开题报告一、引言天线作为无线通信系统中的重要组成部分，扮演着将电磁波转化为电信号或将电信号转化为电磁波的关键角色。
随着科技的进步和社会的发展，天线技术也在不断创新和演进。
本文将从天线的基本原理、应用领域以及未来发展方向等方面进行探讨。
二、天线的基本原理天线的基本原理是利用电流在导体中的流动产生的电磁场来辐射或接收电磁波。
天线的结构设计和材料选择对其性能有着重要影响。
常见的天线结构包括柱状天线、螺旋天线、贴片天线等。
同时，根据工作频率的不同，天线可以分为宽带天线和窄带天线。
三、天线的应用领域天线广泛应用于无线通信、雷达、卫星通信、无人机等领域。
在无线通信中，天线是实现信号传输和接收的关键部分。
在雷达系统中，天线用于发送和接收雷达波。
卫星通信中，天线用于与地面站进行通信。
无人机中，天线用于接收和发送控制信号。
四、天线的发展趋势随着科技的不断进步，天线技术也在不断发展。
未来天线的发展趋势主要包括以下几个方面：1. 小型化：随着无线设备的小型化趋势，天线也需要变得更加紧凑。
小型化的天线可以更好地适应现代化的无线通信设备。
2. 宽带化：随着通信技术的发展，对于宽带通信的需求也越来越大。
未来的天线需要具备更大的带宽，以满足高速数据传输的需求。
3. 多频段：随着多种通信技术的并存，天线需要支持多个频段的工作。
未来的天线将能够同时适应多种频段的通信需求。
4. 自适应：未来的天线将具备自适应的能力，能够根据环境和信号的变化自动调整其工作状态，以提供更好的通信质量。
5. 新材料应用：随着新材料的不断涌现，天线的材料选择也在不断更新。
新材料的应用可以提高天线的性能和可靠性。
六、结论天线作为无线通信系统中不可或缺的组成部分，其发展趋势与无线通信技术的发展密切相关。
通过不断创新和演进，天线将为无线通信系统提供更好的性能和体验。
未来的天线将更加小型化、宽带化、多频段、自适应，并应用新材料，以满足不断增长的通信需求。
半波偶极子天线分析报告
微波技术与天线实验报告
2.添加变量
3.创建天线的一个臂
将天线的臂命名为，并设置天线的材料为，透明度为，位置用进行表示。
4.创建天线的另一个臂
将第一个臂进行复制，即可生成第二个臂。
，选择，输入，这样即可生成天线的第二个臂。
6.设置端口激励
将长方形贴片设置为激励端口，半波偶极子的输入阻抗为Ω。
设置完成后，点击，在矩形面的下边缘处移动鼠标指针，单击确定下边缘的中点位置，沿轴向上移动鼠标指针，单击确定上边缘的中点位置。
完成设置。
设置完成后进行辐射边界的设置，选中圆柱体后右键选择。
三：求解设置
将求解频率设置为，最大迭代次数为，收敛误差为。
四、设计检查
检查设计的正确性，正确无误后进行下一项。
五、查看天线的谐振点
将进行分析，然后生成天线的谐振点图：
从图中可以看出，当频率为时，的值最小，为。
六、查看天线的各项性能
.查看的史密斯圆图。
从圆图中可以看出，在时，天线的归一化阻值为。
2.查看天线的电压驻波比。
从图中可以看出，当频率为之间，电压驻波比小于. .查看场的增益图。
在节点设置平面。
设置完成后查看方向的增益图：
操作完成后，生成增益方向图：
从此图可以看出增益最大为轴方向，值为。
.查看天线的其他参数：。
开题报告
开题报告题目名称典型工程天线的仿真设计题目来源 A 题目类型 1 导师姓名王秀莲马秀丽1003030专业电子信息工程学生姓名班级学号317一、课题背景和意义1.课题背景：天线是由俄国科学家波波夫发明的。
1888年，29岁的波波夫得知德国著名物理学家赫兹发现电磁波的消息后，这位曾经立志推广电灯的年轻科学家对朋友们说：“我用毕生的精力去安装电灯，对于广阔的俄罗斯来说，只不过照亮了很小的一角：假如我能指挥磁波，那就可以飞越整个世界！”于是，他埋头研究，向新的目标发起了冲击。
1894年，波波夫制成了一台无线电接收机。
这台接收机的核心部分用的是改进了的金属屑检波器，波波夫采用电铃作终端显示，电铃的小锤可以把检波器里的金属屑震松。
电铃用一个电磁继电器带动，当金属屑检波器检测到电磁波时，继电器接通电源，电铃就响起来。
有一次，波波夫在实验中发现，接收机检测电波的距离突然比往常增大了许多。
“这是怎么回事呢？”波波夫查来查去，一直找不出原因。
一天，波波夫无意之中发现一根导线搭在金属屑检波器上。
他把导线拿开，电铃便不响了；他把实验距离缩小到原来那么近，电铃又响了起来。
波波夫喜出望外，连忙把导线接到金属屑检波器的一头，并把检波器的另一头接上。
经过再次试验，结果表明使用天线后，信号传递距离剧增。
无线电天线由此而问世。
2.课题意义：天线（英语：antenna)是一种变换器，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介（通常是自由空间）中传播的电磁波，或者进行相反的变换。
在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。
无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统，凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作。
此外，在用电磁波传送能量方面，非信号的能量辐射也需要天线。
一般天线都具有可逆性，即同一副天线既可用作发射天线，也可用作接收天线。
同一天线作为发射或接收的基本特性参数是相同的。
这就是天线的互易定理。
从航空、航天、航海、火箭发射的跟踪控制、导弹制导、电子对抗、卫星通信、遥感遥测等到与个人密切相关的无线电广播、电视和移动通信，山区电话的无线接入，计算机无线接入互联网等，都离不开天线。
半波偶极子天线
天津职业技术师范大学Tianjin University of Technology and Education毕业设计专业：班级学号：学生姓名：指导教师：二○一三年六月天津职业技术师范大学本科生毕业设计半波偶极子天线设计The Design of the Half Wave Dipole Antenna专业班级：学生姓名：指导教师：系别：2013年6月摘要近年来,Radio frequency identification(RFID)技术飞速发展并逐渐成为自动物体识别应用中的主要技术[1]。
现今有很多种RFID天线类型,如偶极子天线、分形天线、环形槽天线和微带贴片天线等[2]。
这里着重研究RFID技术中的半波偶极子天线，即是对称振子天线，最常用的是半波振子，偶极子天线是研究天线的基础，具有很多特性，比如辐射特性阻抗特性，波长缩短效应，谐振特性等，它既可作为简单的天线单独使用,又可作为天线阵的单元或面天线的馈源[3-4]。
所以深入了解半波偶极子天线的设计理论与优化技术是非常重要的。
传统的天线设计方法是由设计师根据天线的分析理论以及自己的经验通过编程进行数值计算的方法来确定天线的各参数，这样做不仅花费了大量的时间和精力，而且费用昂贵。
本设计采用现代计算机为基础，使用High Frequency Structure Simulator（HFSS）三维电磁仿真软件对半波偶极子天线进行设计及仿真、优化分析方法可以节省时间和精力，设计出符合要求的天线。
论文从课题研究的背景和目的出发，介绍了半波偶极子天线的基本知识、设计原理。
随后从设计和实现角度出发，针对半波偶极子天线提出了优化设计方案，并加以仿真并验证。
最后依照仿真数据进行实物设计制作并验证其性能。
关键词：3GHz；天线；HFSS10；偶极子天线ABSTRACTIn recent years, Radio frequency identification (RFID) technology and the rapid development of automatic object recognition has become the main technology applications. Today there are many types of RFID antennas, such as dipole antennas, fractal antennas[1], microstrip patch antenna and annular groove antenna[2]. RFID technology here focuses on the half-wave dipole antenna, dipole antenna that is most commonly used is the half-wave dipole, dipole antenna of the antenna base, has many features, such as radiation characteristic impedance, the wavelength reduction effect, resonance characteristics, etc. it can be used alone as a simple antenna, but also as a unit or antenna array antenna feed surface[3-4]. Therefore, in-depth understanding of a half-wave dipole antenna design theory and optimization technology is very important. Traditional antenna design approach is an analysis by the designer according to the antenna theory and their own experience through the programming of numerical calculation method to determine the parameters of the antenna, so do not spend a lot of time and effort, and expensive. This design uses modern computer-based, using High Frequency Structure Simulator (HFSS) three-dimensional electromagnetic simulation software half-wave dipole antenna design and simulation, optimization analysis method can save time and effort, designed to meet the requirements of the antenna.Papers from the background and purpose of the research, this paper introduces a half-wave dipole antenna basics design principles. Then from the design and implementation point of view, for the half-wave dipole antenna proposed optimal design, and make the simulation and verification. Finally simulation data in accordance with the physical design and verify its performance.Key Words：3GHz; antenna; HFSS10; dipole antenna目录1绪论 (1)1.1课题研究的背景 (1)1.2课题研究的意义 (1)1.3本次课题的主要工作 (1)2概述 (2)2.1半波偶极子天线简述 (2)2.2Ansoft HFSS 10仿真软件简介 (2)2.3Ansoft HFSS 10仿真软件设计流程概述 (3)2.4本设计的方案思路 (4)2.5主要技术指标 (4)2.5.1天线的输入阻抗 (4)2.5.2天线的极化方式 (5)2.5.3方向性系数 (5)2.5.4天线的增益 (6)2.5.5天线的效率 (6)3理论分析 (7)3.1电基本振子的辐射场 (7)3.2对称天线的辐射 (9)3.3半波偶极子天线性能参数的理论计算 (11)3.3.1电流分布 (11)3.3.2 辐射场和方向图 (11)3.3.3方向性系数 (12)3.3.4辐射电阻 (12)3.3.5输入阻抗 (13)4HFSS仿真设计 (14)4.1HFSS设计概述 (14)4.2HFSS仿真设计 (15)4.2.1新建设计工程 (15)4.2.2添加和定义设计变量 (15)4.2.3设计建模 (16)4.2.4求解设置 (19)4.2.5设计检查和运行仿真计算 (20)5天线实物 (25)结论 (26)参考文献 (27)致谢 (28)1绪论1.1课题研究的背景Radio frequency identification(RFID)技术是一种利用射频技术实现的非接触式自动识别技术,近年来,RFID技术飞速发展并逐渐成为自动物体识别应用中的主要技术[1]。
HFSS半波偶极子天线设计
▪ 设置激励方式。天线必须通过传输线或波导传输 信号，天线与传输线或者波导连接处即为馈电面 或激励端口。有两种激励方式：波端口激励 （wave port）和集总端口激励（Lumped port）。通常 在与背景相接触的馈电面的激励方式使用波端口 激励，在模型内部的馈电面的激励方式使用集总 端口激励。
▪ 然后在其上单击鼠标右键，在弹出的快捷 菜单中选择assign boundary----radiation， 打开辐射边界条件设置对话框，如下图所 示。
▪ 在改对话框中保留默认设置，直接单击ok 按钮，把圆柱体模型rad_air的表面设置为 辐射边界条件。
4.求解设置
分析的半波偶极子天线的中心频率在3GHz附 近，因此求解频率设置为3GHz。同时添加 2.5GHz~3.5GHz的扫频设置，扫频类型选择快速 扫频（Fast），分析天线在2.5~3.5GHz频段内 的回波损耗和电压驻波比。
DdB 10 lg1.64 2.15dB
4.辐射电阻
▪ 天线的评价功率密度可以用平均坡印亭矢量来表示：
Pav
1 2
EH
15I
2 m
r 2
cos2 cos
2
sin 2
半波偶极子天线的辐射功率为：
Pr
2
PavdS 0 0
15I
2 m
r 2
cos2 cos
2
sin 2
2.添加和定义设计变量 在HFSS中定义和添加如图1所示的变量。 在HFSS主菜单栏中选择HFSS----Design
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毕业设计开题报告
半波偶极子天线设计
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2012 年11月19日
开题报告填写要求
1．开题报告作为毕业设计答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一，应在指导教师指导下，由学生在毕业设计工作前期完成，经指导教师签署意见、专家组及学院教学院长审查后生效；
2．开题报告必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴；
3．毕业设计开题报告应包括以下内容：
（1）研究的目的；
（2）主要研究内容；
（3）课题的准备情况及进度计划；
（4）参考文献。
4．开题报告的撰写应符合科技文献规范，且不少于2000字；参考文献应不少于15篇，包括中外文科技期刊、教科书、专著等。
5．开题报告正文字体采用宋体小四号，1.5倍行距。
附页为A4纸型，左边距3cm，右边距2cm，上下边距为2.5cm，字体采用宋体小四号，1.5倍行距。
6．“课题性质”一栏：
理工类：A..理论研究B.工程设计C..软件开发D. 应用研究E.其它经管文教类：A.理论研究B.应用研究C.实证研究D.艺术创作E.其它
“课题来源”一栏：
A.科研立项
B.社会生产实践
C.教师自拟
D.学生自选
“成果形式”一栏：
A.论文
B.设计说明书
C.实物
D.软件
E.作品
毕业设计开题报告
附页：
一、研究的目的：
Radio frequency identification(RFID)技术是一种利用射频技术实现的非接触式自动识别技术,近年来,RFID技术飞速发展并逐渐成为自动物体识别应用中的主要技术[1]。
现今有很多种RFID天线类型,如偶极子天线、分形天线、环形槽天线和微带贴片天线等[2]。
这里着重研究RFID技术中的半波偶极子天线，它的结构是由一个简易的偶极子天线由两段同样粗细、长度相等的直导线构成,在中间两个端点之间进行馈电。
由于它结构简单,广泛应用于通信、雷达和探测等各种无线电设备中,适用于短波、超短波,甚至微波。
它既可作为简单的天线单独使用,又可作为天线阵的单元或面天线的馈源[3-4]。
半波偶极子天线的长度是半个波长,它的结构如图1所示。
由于半波偶极子是基本的线天线,很多天线都是在半波振子的基础上设计的。
这里介绍半波偶极天线及其主要研究内容。
图1 半波偶极子天线结构
二、主要研究内容：
1对天线基础的研究
包括电磁辐射及原理、电基本振子的辐射场、天线的性能参数（方向图、辐射强度、方向性系数、效率、增益、输入阻抗、天线的极化等）、对称天线辐射等。
2对天线模型的尺寸和结构的研究
3对HFSS v10软件的研究
本设计使用HFSS v10软件对半波偶极子天线进行仿真设计，设计流程如图3所示，设计流程中的各个步骤的功能分述如下。
(1)设置求解类型。
使用HFSS进行天线设计时，可以选择模式驱动（driven modal）求解类型或者终端驱动（driven terminal）求解类型。
(2)创建天线的结构模型。
根据天线的初始尺寸和结构，在HFSS模型窗口中创建出天线的HFSS参数化设计模型。
(3)设置边界条件。
在半波偶极子天线的设计中，我使用辐射边界条件，为了模拟
出无限大的自由空间。
图3HFSS天线设计流程
(4)设置激励方式。
无线必须通过传输线或者波导传输信号，天线与传输线或者波导的连接处即为馈电面或者称为激励端口。
半波偶极子天线的设计中，由于在模型内部馈电面的激励方式使用集总端口激励（Lumped Port）。
(5)设置求解参数，包括设定求解频率和扫频参数，其中，求解频率通常设定为天线的中心工作频率。
波长和频率的关系是倒数关系，具体的计算公式是：波长（单位：米）=300/频率（单位：MHz）。
(6)运行求解分析。
上述操作完成后，整个仿真计算由HFSS软件自动完成。
分析完成后，如果结果不收敛，则需要重新设置求解参数；如果结果收敛，则说明计算结果达到了设定的精度要求。
(7)查看求解结果。
求解分析完成后，子数据后处理部分可以查看HFSS分析出的天线各项性能参数。
如果仿真计算的天线性能满足设计要求，接下来可以着手天线的制作和调试工作[5]。
4对天线的优化设计的研究
使用HFSS v10软件中的Optimetrics优化设计模块的参数扫描分析功能和优化设计功能来优化天线的结构尺寸，以找到满足要求的天线设计。
5对天线制作和调试工作的研究
三、研究步骤、方法及措施
本设计采用文献研究、软件仿真、实物分析三种方法：
1文献研究：对早进入阶段收集的与毕业设计有关的书籍、相关知识、参考资料进行系统的学习和阅读。
归纳整理与天线设计的相关理论，重点整理前人关于半波偶极子天线设计的研究。
2软件仿真：学习HFSS v10软件，使用HFSS v10软件对半波偶极子天线进行设计仿真，查看求解结果，使用Optimetrics优化设计，使其满足天线设计要求。
3实物分析：按照软件仿真的天线模型的尺寸大小制作天线，并调试。
四、课题的准备情况及进度计划
早进入阶段：搜集课题信息及相关资料，学习相关知识。
第一、二周：深入掌握相关知识，对整个研究过程有了一定计划，完成初步设计。
第三、四周：进行毕业设计，确定设计方案。
第五到七周：软件的学习和仿真设计。
第八、九周：逐步完善设计方案。
第十、十一周：按照仿真结果制作实物，并调试。
第十二到十四周：将以上工作编制成论文形式。
第十五到十六周：设计总结，完成论文，答辩准备。
五、参考文献：
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[5]李明洋,刘敏.HFSS天线设计.北京:电子工业出版社，2007:1-108.
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[8]杨儒贵.电磁场与电磁波（第2版）.北京:高等教育出版社,2006:156-206.
[9]赖晓铮,赖声礼等.偶极子RFID标签天线研究. 华南理工大学电子与信息学报第6卷第14期科学技术与工程,2006.
[10]陈华君,林凡等.RFID技术原理及其射频天线设计. 厦门大学学报(自然科学版) 第44卷增刊,厦门:厦门大学.
[11]李秀萍,刘禹等.北京邮电大学学报第29卷第5期,2006.
[12]THOMAS LIGAN（米利根）.现代天线设计（第2版）.北京:电子工业出版社，2007.
[13]（美）克劳斯，（美）马赫夫克.天线（第三版）.北京:电子工业出版社,2006.
[14] 朱崇灿,黄景熙等.天线[M].武汉:武汉大学出版社,1996.10.
[15] [美]鲍尔I J,布哈蒂亚P等.微带天线[M].北京:电子工业出版社,1984.。