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。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：

[1]吕锋,徐宇白.偶极子RFID标签天线的优化设计与研究.武汉理工大学学报信息与管理工程版第31卷第3期.武汉:武汉理工大学,2009.

[2]章文勋.天线[M] 3版.北京:电子工业出版社,2006:25-31.

[3]方大纲.天线理论与微带天线[M].北京:科学出版社,2006:21-23.

[4]马小玲,丁丁.宽频带微带天线技术及其应用[M].北京:人民邮电出版社, 2006: