喇叭天线的设计1206030201

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手把手教你制作喇叭天线

手把手教你制作喇叭天线
1 喇叭天线简介
喇叭天线简介常见的喇叭天线主要由角锥喇叭（矩形喇叭）和圆锥喇叭，分别如图1.1、1.2 所示：
图1.1 角锥喇叭实物图
图1.2 圆锥喇叭实物图
从阻抗匹配的角度来理解，天线其实就是一个阻抗转换器，从传输线到自由空间（377 欧姆），一个通用的微波传输线就是波导（waveguide）一个空的引导电磁波传输的矩形管（hollowpipe），如果波导横截面的口径大于半个波长，那幺电磁波就能在其中以较低的损耗传输，并且如果波导终端打开，那幺电磁波就可以向自由空间辐射。

喇叭就是一个渐变的波导，它增大了辐射口径，可以获得较高的增益，而且制作简单，性能稳定，即便在较恶劣的环境中也能获得较好的方向图，下面我们就自己动手设计一个角锥喇叭天线，设计中将要用到两个软件：
HDL_ANT 和CST（或HFSS），分别用于设计和仿真。

天线原理与设计—第六章口径天线和喇叭天线

天线原理与设计—第六章口径天线和喇叭天线口径天线是一种特殊的天线，其工作原理是通过改变天线口径的大小以实现方向性辐射。

喇叭天线则是一种具有喇叭形状的天线，其主要功能是对电磁波进行聚焦或分散，从而实现天线的增益和波束的调控。

本章将介绍这两种天线的基本原理和设计方法。

6.1口径天线6.1.1口径天线的基本原理口径天线的基本原理是利用天线口径的大小来控制电磁波的发射和接收方向。

根据狄拉克定理，天线辐射的功率密度与天线口径的平方成正比。

因此，通过改变天线口径的大小，可以调整天线的辐射功率和波束的方向性。

一般情况下，口径天线的口径越大，辐射功率越大，波束的方向性越好。

6.1.2口径天线的设计方法口径天线的设计方法主要包括天线口径的确定和辐射模式的设计。

天线口径的确定需要考虑到工作频率、辐射功率和波束方向等参数。

一般情况下，口径天线的口径选取为波长的几倍，以保证天线的辐射效果和方向性。

辐射模式的设计则需要根据具体的应用要求，确定天线的辐射方式和波束的形状。

6.2喇叭天线6.2.1喇叭天线的基本原理喇叭天线是一种特殊形状的天线，其主要功能是将电磁波进行聚焦或分散，从而实现天线的增益和波束的调控。

喇叭天线的基本原理是利用喇叭形状的反射面将电磁波进行反射和聚集。

喇叭天线可以分为抛物面喇叭天线和双曲面喇叭天线。

抛物面喇叭天线主要用于聚焦电磁波，而双曲面喇叭天线主要用于分散电磁波。

6.2.2喇叭天线的设计方法喇叭天线的设计方法主要包括反射面的确定和波束的调控。

反射面的确定需要考虑到工作频率、波束宽度和聚焦距离等参数。

一般情况下，抛物面喇叭天线的反射面采用抛物线形状，双曲面喇叭天线的反射面采用双曲线形状。

波束的调控则需要通过反射面的形状和尺寸来实现，一般情况下，反射面的大小越大，波束的调控能力越好。

综上所述，口径天线和喇叭天线是一种特殊的天线，其工作原理是通过改变天线口径的大小和喇叭形状来实现方向性辐射和波束的调控。

口径天线通过改变天线口径的大小来控制电磁波的发射和接收方向，而喇叭天线则通过喇叭形状的反射面将电磁波进行聚焦或分散。

矩形口径喇叭天线设计

矩形口径喇叭天线设计
姓名：王亚勇
班级：通信0903
学号：U200913841
2012/5/14
喇叭天线是一种广泛使用的微波天线，其优点是结构简单，频带宽，功率容量大，调整与使用方便，合理的选择喇叭尺寸可以获得良好的辐射特性，相当尖锐的主瓣和较高的增益。

因次，喇叭天线应用非常广泛，它是一种常见的天线增益测试用标准天线。

下面我们用HFSS来设计喇叭天线并对其相关特性和参数进行仿真。

一．实验目的
1.通过实验熟悉使用HFSS.
2.设计一个S频段最佳增益矩形喇叭天线，理解矩形天线的原理，
理解天线各种参数。

二．实验内容
1.打开并运行HFSS后，设置求解类型
2.创建喇叭模型，分别在z=0和z=plength平面上创建大小为
a*b和a1*b1的平面
3.创建WR430波导模型
4.创建同轴馈线（1）同轴线的外导体
（2）同轴线的内导体
5.布尔操作
6.设置天线表面的外表面为理想导体的边界条件
7.设置辐射边界条件
三．求解设置
四．实验结果分析
（1）定义辐射表面
（2）查看E面和H面的增益方向图
（3）查看三维方向下的增益方向图
（4）查看回波损耗S11扫频结果
分析结果看当 2.4Ghz时，S11为-15.356dB，天线的最大增益是20.2143dB，与设计要求的19dB接近，可见设计成功。

五，保存结果
至此，我们完成了矩形口径喇叭天线的设计分析，设计的喇叭天线的最大增益约为20db，与设计要求的19db 接近，最后，单击保存按钮，在选择主菜单上的EXIT命令，退出HFSS。

12.喇叭天线(1)

式中， v1 , v2 由式(10.11)给出。由上式可绘出 GH 参变量为
λ
b
随口径尺寸
DH
RH
λ
，见图 10-4。在
RH
λ
一定的情况下， GH
பைடு நூலகம்
λ
b
λ
随
DH
λ
变化都有一个最大
219
《天线原理与设计》讲稿
王建
值。在各最大值点处，可列出关系表 10-1。
图 10-4 H 面扇形喇叭增益与喇叭尺寸的关系表 10-1 增益最大值处 RH / λ 和 DH / λ 的关系表 RH/λ 8 10 12 15 20 30 50 GHλ/b 39.62 44.3 48.53 54.24 62.65 76.73 99.1 DH/λ 5 5.6 6.2 6.8 8 9.8 12.6 D R 由此表可归纳出 H 与 H 有如下近似关系：
王建
+e
jβ
[C (u4 ) + C (u3 ) − jS (u4 ) − jS (u3 )]

(10.9)
π RH j2 β D I e = [C (v2 ) + C (v1 ) − jS (v2 ) − jS (v1 )] 同理可得 E β
2 H
π 2 RH
(10.10)
式中， v1 =
IH = IH1 + IH 2 1 = 2
π RH β
RH π 2 jβ 2 ( β DH + sin θ ) e [C ( u2 ) + C ( u1 ) − jS ( u2 ) − jS ( u1 ) ]
217
《天线原理与设计》讲稿

喇叭天线的设计1206030201

微波技能与天线课程安排——之阳早格格创做角锥喇叭天线姓名：吴爽教号：1206030201目录一．角锥喇叭天线前提知识34. 最好角锥喇叭近场 E里战 H里的主瓣宽度7二．角锥喇叭安排真例7一．角锥喇叭天线前提知识角锥喇叭是对付馈电的矩形波导正在宽边战窄边均按一定弛角弛启而产生的，如下图所示.矩形波导尺寸为a×b，喇叭心径尺寸为D H×D E，其E里(yz 里)真顶面到心径中面的距离为R ，H 里(xz 里)内真顶面到心径中面的距离为R E,H 里(xz 里)内真顶面到心径中面的距离为R H.1. 心径场角锥喇叭内的电磁场，暂时还已有庄重的剖析解截止，本果正在于，角锥喇叭正在 x战 y二个目标随喇叭的少度目标均是渐变而渐渐扩展的，果而要正在一个正接坐标系下供得角锥喇叭内的场的庄重剖析解是艰易的.常常近似天认为，矩形角锥喇叭中的电磁场具备球里波个性，而且假设角锥喇叭心径里上的相位分散沿x 战 y 二个目标均为仄圆律变更.按此假设，可写出角锥喇叭的心径场为：ηπβy X R y R x j H y E H e D x E E EH -==+-)2(022)cos(（1.1）如果是尖顶角锥喇叭，则 R H ＝ R E ，可用做尺度删益喇叭.假如楔形喇叭，则R H ≠R E .由此心径里场分散估计的近场与真测的截止符合的很好，道明白假设的心径场分解模型的精确性.2. 辐射场由角锥喇叭的心径场分散，仿照前里供 E 里战 H 里扇形喇叭近区辐射场的步调，便不妨供出角锥喇叭的近区辐射场表白式.由于估计历程较繁，那里间接给出截止.])cos 1([cos 2])cos 1([sin 200H E rj H E rj I I r e E j E I I re E j E θϕλθϕλβϕβθ+=+=-- （2.1）其中：)]})()([)()({)]}()([)()({(213434)2/(1212)2/(2221u S u S j u C u C e u S u S j u C u C e R I H x H x R j R j H H+-+++-+=--βββββπ （2.3）)]}()([)()({211212)2/(2w S w S j w C w C e R I E Y R j E E +-+=-βββπ（2.4） H x Hx D D /cos sin /cos sin 21πϕθββπϕθββ-=+= (2.5)H H x H HH x H HH x H HH x H R R D u R R D u R R D u R R D u πβββπβββπβββπβββ/)2/(/)2/(/)2/(/)2/(21211111-=+=-=+= (2.6))sin sin 2()sin sin 2(21ϕθπβϕθπβE E E E E E R D R w R D R w -=+= （2.7）角锥喇叭的 E 里战 H 里场为： 02/||====ϕϕπϕθE E E E H E (2.8)正在角锥喇叭的 D E 、R E 、D H 、R H与扇形喇叭的相共时，不妨道明:■角锥喇叭正在 E 里的目标图与 E 里扇形喇叭的 E 里目标图相共；■角锥喇叭正在 H 里内的目标图与 H 里扇形喇叭正在 H 里内的目标图相共.决定(与γ/β =1 ).画出的幅度三维图及 E 里战 H 里目标图如下图所示：是指角锥喇叭的尺寸正在 H 里战 E 里分别与最好，即 λλ2322E Eop H HopD R D R ==43ϕπϕ= (3.1)那样，便可使角锥喇叭的删益为最大.4. 最好角锥喇叭近场 E 里战 H 里的主瓣宽度Z 由于正在相共的 R E 战 D E 条件下，角锥喇叭的E 里目标图与 E 里扇形喇叭的E 里目标图相共，正在相共的 RH 战 DH 条件下，角锥喇叭的 H 里目标图与 H 里扇形喇叭的目标图相共，则最好角锥喇叭 E 里战 H 里目标图的主瓣宽度分别由式(4.1)战(4.2)表示，即：2θλ/D 1 rad=80λ/D 1(°) (4.1)2θλ/D 1 rad=54λ/D 1(°) (4.2)角锥喇叭做天线时，可按此央供安排.二．角锥喇叭安排真例1.处事频次教号：12060302011000+50+1500=2500MHZ波少λ波导的尺寸a,b应包管波导内只传输TE10波.果此采用λ=λ笔曲极化，电场目标笔曲于大天已给定波束宽度火仄里：2θλ/D1 rad=80λ/D1(°)供得 D1=0.9408m （2θ=10）笔曲里：2θλ/D1 rad=54λ/D1(°)供得 D2=0.42336m （2θ=15）决定尺寸D1，D2喇叭尺寸决定后，由喇叭最好尺寸公式：R H=D12/3λR E=D22/2λ供出喇叭的少度：R HR E对付于角锥喇叭天线，末尾决定其尺寸时，还要思量喇叭有波导正在颈部的尺寸协共问题，如下图所示：代进得到闭系式：考证：而将R E 建改为cm R H 51.2995116.0=9.182451.0212==D D G λπ=45.5 Db表里估计公式：角锥喇叭E 里目标图战H 里目标图分别为对付应的E 里扇形喇叭的E 里目标图战H 里扇形喇叭的H 里目标图.E 里目标图：其中：⎪⎭⎫ ⎝⎛--=θπsin 2222'1R D R k tH 里目标图：其中：⎪⎭⎫ ⎝⎛--=1'11'121R k kD kR t x π dt t x C x ⎰=02)2cos()(π <余弦Fresnel 积分>dt t x S x ⎰=02)2sin()(π<正弦Fresnel 积分> Matlab 源步调：E 里目标图clcclear%a=input('请输进角锥输进端宽度（H 里）单位mm a=') a=8.5;a=a*10.^(-3);%b=input('请输进角锥输进端宽度（E 里）单位mm b=') b=4;b=b*10.^(-3);%D1=input('请输进角锥心径宽度（H 里）单位mm A=') D1=94;D1=D1*10.^(-3);%D2=input('请输进角锥心径宽度（E 里）单位mm B=')D2=42.3;D2=D2*10.^(-3);%h=input('请输进喇叭心少度单位mm H=')h=227;h=h*10.^(-3);%f=input('请输进处事频次单位0.1MHZ f=')f=25500;f=f*10.^6;lamd=3*10.^8/f;R2=h/(1-b/D2);theta=-60:0.2:60;k=2*pi/lamd;theta1=theta.*pi/180;t1_1=sqrt(k/(pi*R2)).*(-(D2/2)-R2.*sin(theta1));t2_1=sqrt(k/(pi*R2)).*((D2/2)-R2.*sin(theta1)); EE=exp(j.*(k.*R2.*(sin(theta1))./2)).*F(t1_1,t2_1); FE=-j.*(a*sqrt(pi*k*R2)/8).*(-(1+cos(theta1))*(2/pi)*(2/pi).*EE);FE1=abs(FE);FE1=FE1./max(FE1);FEdB=20*log10(FE1);figure(1)plot(theta,FEdB);grid ontitle('角锥喇叭E里目标图')xlabel('Angle(\theta)/\ circ')ylabel('Gain(\theta)')H里目标图R1=h/(1-a/D1);theta=-60:0.2:60;k=2*pi/lamd;theta1=theta.*pi/180;kx_1=k.*sin(theta1)+pi/D1;kx_11=k.*sin(theta1)-pi/D1;f1=kx_1.*kx_1*R1/(2*k);f2=kx_11.*kx_11*R1/(2*k);t1_1=sqrt(1/(pi*k*R1)).*(-(k*D1/2)-kx_1*R1);t2_1=sqrt(1/(pi*k*R1)).*((k*D1/2)-kx_1*R1);t1_11=sqrt(1/(pi*k*R1)).*(-(k*D1/2)-kx_11*R1);t2_11=sqrt(1/(pi*k*R1)).*((k*D1/2)-kx_11*R1);FF=exp(j.*f1).*F(t1_1,t2_1)+exp(j.*f2).*F(t1_11,t2_11); FH=j.*(b/8).*sqrt((k*R1/pi)).*((1+cos(theta1)).*FF); FH1=abs(FH);FH1=FH1./max(FH1);FHdB=20*log10(FH1);figure(1)plot(theta,FHdB);grid ontitle('角锥喇叭H里目标图')xlabel('Angle(\theta)/\ circ')ylabel('Gain(\theta)')所用子函数F：%%F(t1,t2)=[C(t2)-C(t1)]-j[S(t2)-S(t1)] function y=F(t1,t2)C2=mfun('FresnelC',t2);C1=mfun('FresnelC',t1);S2=mfun('FresnelS',t2);S1=mfun('FresnelS',t1);y=(C2-C1)-j.*(S2-S1);end。

0.2～2+GHz宽带双脊喇叭天线的设计

! !""# 年第 ! 期
研究与开发
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图 "! 驻波比计算和实测结果对比
图 1! %.. /() 时 ( 面方向图
图 #! 增益计算和实测结果对比
相比变得更窄，这和增益的对比结果一致。图 $% 和图 $& 是 % ’() 时天线的方向图，虽然实测和仿真的结果有一定的差异，但都表达出同样一个信息：波瓣分裂。实测中波瓣分裂非常严重，这也是实测增益在高频时急剧下降的原因。在电磁兼容性测试中，波瓣的分裂应当引起重视，会带来测量结果的偏差。对于本设计中的双脊喇叭天线，当频率高于 $* # ’() 时出现波瓣分裂现象，应慎重使用。对于市售的 $ + $, ’() 双脊喇叭天线，在 $% + $# ’() 左右也
［ $］，或者更小一点。至此就 ,-." 模对应波长的一半
。
矩形双脊波导的结构如图 $ 所示。其中 ! 和 " 为波导的宽和高， # 为脊的宽度， $ 为两个脊之间的距离。
得到了双脊喇叭的基本设计参数，据此建立仿真模型。通过不断的微调 ’、 (、 + 的值得到不同的脊曲线，再调整馈电点到短路面的距离，得到不同的仿真模型，从中选择综合性能（ 2345、增益、方向图等）最好的仿真结果作为最后的设计尺寸。
图 "+! * &’( 时 ’ 面方向图图 "#! "$ % &’( 时 ) 面方向图
,! 结! 论
利用仿真并按此制造的双脊喇叭天线，在 #$ * - * &’( 的频率范围内能保证驻波比 ./01 "*$ % 。它的增益不很高，意味着它的波瓣宽度不会很窄，尤其是在高频段部分。这对电磁兼容性测试在一定程度上来说是有利的，以满足电磁兼容性测试对照射面的口径要求。参考文献：

喇叭天线设计

1 课题背景喇叭天线是一种应用广泛的微波天线，其优点是结构简单，频带宽，功率容量大，调整与使用方便。

合理地选择喇叭天线尺寸，可以获得很好的辐射特性、相当尖锐的主瓣、较小副瓣和较高的增益。

因此，喇叭天线应用非常广泛，它是一种常见的天线增益测试用标准天线。

喇叭天线就其结构来讲可以看成由两大部分构成：一是波导管部分，横截面有矩形，也有圆形；二是真正的喇叭天线部分。

波导部分相当于线天线中的馈线，是供给喇叭天线信号和能量的部分。

对工作于厘米波或毫米波段内的面天线，如采用线状馈线，将因馈线自身的辐射损耗太大不能把能量传送到面天线上，所以，必须采用自身屏蔽效果很好的波导管作馈线。

普通喇叭天线结构原理图如1.1所示。

图1.1 普通喇叭天线结构原理图HFSS全称为High Frequency Structure Simulator，是美国Ansoft公司（注：Ansoft公司于2008年被Ansys公司收购）开发的全波三维电磁仿真软件，也是世界上第一个商业化的三维结构电磁仿真软件。

该软件采用有限元法，计算结果精准可靠，是业界公认的三维电磁场设计和分析的工业标准。

HFSS采用标准的Windows图形用户界面，简洁直观；拥有精确自适应的场解器和空前电性能分析能力的功能强大后处理器；能计算任意形状三维无源结构的S参数和全波电磁场；自动化的设计流程，易学易用；稳定成熟的自适应网格剖分技术，结果准确。

使用HFSS，用户只需要创建或导入设计模型，指定模型材料属性，正确分配模型的边界条件和激励，准确定义求解设置，软件便可以计算并输出用户需要的设计结果。

HFSS软件拥有强大的天线设计功能，可以提供全面的天线设计解决方案，是当今天线设计最为流行的软件。

使用HFSS可以仿真分析和优化设计各类天线，能够精确计算天线的各种性能，包括二维、三维远场和近场辐射方向图、天线的方向性系数、S参数、增益、轴比、输入阻抗、电压驻波比、半功率波瓣宽度以及电流分布特性等。

双模圆锥喇叭天线的设计

相关内容的学习准备
1.3 圆锥喇叭圆锥喇叭一般采用圆波导馈电，描述圆锥喇叭的尺寸有口径直径D，喇叭长度R。圆锥喇叭的口径场的振幅分布与圆波导中的TE11相同，但是相位按平方律沿半径方向变化。下图计算了不同轴向长度圆锥喇叭的方向系数与口径直径的关系。从中可以看出，圆锥喇叭仍然存在着最佳尺寸。与矩形喇叭类似，当轴向长度一定时，增大口径尺寸的效果将以增大口径面积为优势逐渐地转向以平方相位偏移为优势。
多模喇叭就是应此要求而设计的它利用丌连续截面激励起的数个幅度及相位来配置适当的高次模使喇叭口径面上合成的e面及h面的相位特性基本相同从而获得等化和低副瓣的方向图使之成为反射面天线的高效率馈源
隔页
1
相关内容
2
设计要求
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模型参数
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HFSS 仿真
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结果展示
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记录总结
7
终页
8
相关内容的学习准备
1.1 天线天线是任何无线电通信系统都离不开的重要前段器件。尽管设备的任务并不相同，但天线在其中所起的作用基本上是相同的。天线的任务是将发射机输出的高频电流能量（导波）转换成电磁波辐射出去，或将空间电波信号转换成高频电流能量送给接收机。为了能良好地实现上述目的，要求天线具有一定的方向特性，较高的转换效率，能满足系统正常工作的频带宽度。天线作为无线电系统中不可缺少且非常重要的部件，其本身的质量直接影响着无线电系统的整体性能。
HFSS仿真流程
建立喇叭模型创建波端口，设置端口激励。求解设置，求解工程。查看结果。
1
3
Re Fa Mi
5
2016
Do
So
2
创建辐射边界。
4

喇叭天线CAD6

条件：
(6-1)
3
天线 CAD
西安电子科技大学（尹应增） 2006 年秋
若考虑到损耗要小，b 应当小；但若考虑到传输功率要大，b 又应当大。综合考虑抑制高次模、损耗小和传播功率大等因素，矩形波导截面尺寸—般选择：
(6-2) 波导尺寸确定后，其工作频率范围便可确定。为使损耗不大，并不出现高次模，其工作波长范围取：
图613narda微波公司的x波段标准增益喇叭天线天线cad西安电子科技大学尹应增20062113圆形波导辐射器圆形波导辐射器如图615所示为圆波导半径圆形波导通常传输主模h11开口面上的口径场可以写利用口径场积分可以求出圆形波导辐射器的远区场表达式
天线 CAD
西安电子科技大学（尹应增） 2006 年秋
综上所述，矩形波导辐射器的设计就是依据给定的工作频率 f ，选取波导尺寸，然后根据上面的公式就可以计算出远区辐射场的方向图，并进一步计算出其增益。其次，从这一过程看到，口径天线的基本分析过程就是先确定口径场，然后再计算远场。最后，通常情况下，可以将具有矩形口径的平面阵列天线作为矩形口径天线来等效。只是在估算增益时，其口径效率按 50%计算即可。
矩形口径的方向性系数 D 可以表示为：
(6-6b)
(6-7) 其中 ei = 8 / π 2 =0.81，称为口径效率；A 为口径面积。在面天线中，通常将方向性系数就认为是天线的增益。
图 6-4 中给出了矩形波导辐射器的 H 平面和 E 平面功率方向图。图中实线表示开口处反射系数为零时的计算值，虚线表示计入反射系数时的计算值，小圆图表示测量值。波导尺寸 a = 0.71λ ， b = 0.32λ 。从图可见在θ 角度不大的范围内，两条理论曲线和测量结果相当符合。θ 很大时，理论计算和测量结果相差较大。这主要是由于计算方法或数值模型的误差造成的，足以可以在工程上应用。

喇叭天线设计范文

喇叭天线设计范文喇叭天线是一种常见的天线类型，它通过产生和放大电磁波来传输和接收信号。

喇叭天线结构独特，可以提供增益和方向性，使其在许多应用中都表现出色。

在接下来的1200字以上中我们将深入探讨喇叭天线的设计原理和应用。

喇叭天线的设计原理基于天线的形状和尺寸。

它通常由一个底部进口和一个底部出口组成。

进口和出口的大小和形状决定了天线的频率和频带宽度。

进口是天线的输入段，用于接收或发射电磁波。

出口是天线的输出段，用于辐射或接收电磁波。

在进口和出口之间的区域称为导向段，用于引导电磁波。

喇叭天线的设计可以分为两个主要方面：频率响应和辐射特性。

频率响应是指天线在特定频率范围内的工作效果。

喇叭天线的频率响应主要取决于喇叭的形状和尺寸。

为了实现宽带频率响应，天线的进口和出口需要适当的增大。

进口的大小要确保信号的完整性，而出口的大小要确保信号的放大和辐射。

喇叭天线通常用于高频段的应用，例如雷达、通信和卫星通信。

辐射特性是指天线在空间中辐射或接收电磁波的能力。

喇叭天线通常具有良好的方向性，这意味着它可以将信号集中到特定的方向上。

方向性是通过喇叭的形状和导向段的长度来实现的。

较长的导向段可以提高天线的方向性，但也会减少天线的频带宽度。

因此，在设计喇叭天线时需要权衡方向性和频带宽度的需求。

喇叭天线在许多应用中都有广泛的应用。

它们常用于雷达系统中，用于探测和跟踪目标。

喇叭天线在雷达系统中提供了高增益和方向性，能够有效地检测远处的目标。

除了雷达系统，喇叭天线还广泛应用于通信和卫星通信系统中。

它们提供了较好的方向性和覆盖范围，可以实现远距离的数据传输和通信。

设计喇叭天线需要考虑多种因素，例如频率范围、增益、方向性、频带宽度、输入阻抗等。

可以使用各种电磁场模拟软件进行天线设计和分析。

这些软件可以模拟天线的电磁场分布，并提供关于天线性能的详细信息。

此外，实际的天线测试和优化也是设计过程中的重要步骤，可以通过改变天线的形状、尺寸和材料来优化天线的性能。

矩形口径喇叭天线设计报告

矩形口径喇叭天线设计报告班级：11050941学号：**********姓名：***矩形口径喇叭天线设计报告一、设计原理1、矩形喇叭天线的口面场结构为了说明喇叭天线的口面场结构，可用一个矩形喇叭来说明。

图6-5-2画出了一个矩形扇形喇叭天线的场分布图。

（1）当矩形波导前端面开口时，也同样能产生电磁辐射，只是因为口面直径太小，按面天线理论，口面积越大，辐射场越强，方向性越好。

这样由矩形波导前端面产生的辐射场强将较弱，方向性也相对较差。

如果采用开口形状喇叭，口面积相对增大，辐射场也将增强；（2）当矩形波导前端开口时，将造成电磁波在波导内、外的存在空间不同。

两个大小不同的空间环境对电磁波呈现的阻抗也不相同，其结果就是电磁波在波导中形成驻波形式，影响能量传输。

如把波导开口做成喇叭形状，可以使电磁波由波导传到大空间时有一个渐变过程或过渡过程，这样能减缓阻抗的骤变，使电磁波在波导内传输时的驻波成份减少，有利于提高能量在波导中的传输效率。

(2)当矩形波导前端做成喇叭形状，电磁波载波道中的传输效率得到了提高，但由于喇叭和矩形波导形状上的差异，必将导致传到喇叭中电磁波的波阵面成为柱面（与矩形波导对应的喇叭）或球面形状（与圆形波导对应的喇叭）。

这样在喇叭口面上形成的口面场Es 成为非均匀口面场结构，即在口面上各点Es 的相位和振幅大小不再相等，这将造成喇叭天线辐射场方向性变坏2 矩形喇叭天线口面场相位分布特点根据天线辐射场一般表示式，其辐射场E H θϕ和最终是由口面场Es 决定的。

因此对口面场Es 的振幅和相位分析，就成为分析喇叭天线的首要问题。

以H 面扇形喇叭天线为例，并假定激励H 面扇形喇叭的巨型波导TE 10型波。

由于H 面扇形喇叭相当于矩形波导宽边x 逐渐扩展而成，因此其口面场E s sy E =的相位将随宽边x 坐标发生变化，与保持不变的窄边y 无关，或者说E sy 相位沿窄边y 保持均匀分布，如图6-5-3所示。

喇叭天线设计要点

喇叭天线设计要点1.天线类型：喇叭天线主要有两种类型，即全向喇叭天线和定向喇叭天线。

全向喇叭天线可以在水平方向上360度无死角地发射和接收无线信号，适用于需要大范围信号覆盖的应用场景。

而定向喇叭天线只能在特定的方向上发射和接收信号，具有较高的增益和较远的传输距离，适用于需要远距离传输信号的应用场景。

2.频段范围：喇叭天线的频段范围决定了它可以处理的信号频率范围。

根据实际应用需求选择合适的频段范围，例如需要接收FM广播信号的喇叭天线的频段范围应为87.5-108MHz。

3.增益：喇叭天线的增益是指它相对于理想全向喇叭天线所具有的信号增强能力。

增益的大小与天线的方向性和设计参数有关，一般以dBi为单位表示。

较高的天线增益意味着它可以在更远的距离上接收和发送信号，但也可能增加信号的指向性和狭窄的覆盖范围。

4.方向性：喇叭天线的方向性是指它对信号源的敏感度和响应特性。

全向喇叭天线在所有方向上都具有相同的敏感度，而定向喇叭天线对特定方向上的信号更为敏感。

方向性的设计可以增加天线的传输距离和减少干扰，但可能会牺牲信号的覆盖范围和灵活性。

5.天线尺寸：天线尺寸是指喇叭天线的物理尺寸，包括长度、宽度和高度。

天线尺寸对天线的频率响应和增益特性有很大的影响。

较长的天线一般适用于较低频率的信号，而较短的天线适用于较高频率的信号。

6.材料选择：喇叭天线的材料选择对其性能和寿命有重要影响。

常见的天线材料包括金属、塑料和复合材料。

金属天线具有较好的导电性和耐久性，但也容易受到干扰和阻挡。

塑料天线相对较便宜且易于加工，但可能会影响天线的电气性能。

复合材料天线具有较好的耐候性和机械强度，但制造成本较高。

除了上述设计要点，还需考虑天线的安装方式、防水防尘性能、阻抗匹配等因素。

同时，需要根据具体的应用场景和需求来进行天线设计，进行性能测试和优化，确保天线能够满足设计要求。

喇叭天线的设计范文

喇叭天线的设计范文喇叭天线是一种用于无线通信系统的天线，主要用于传输声音信号。

其设计需考虑频率范围、辐射方向性、增益、天线尺寸、材料选择等因素。

下面将详细介绍喇叭天线的设计。

首先，在设计喇叭天线之前，需要明确所需频率范围。

不同频率范围的无线通信系统使用不同的天线来进行信号传输。

喇叭天线主要应用于低频或中频通信系统，例如来电铃声、广播等。

其次，考虑天线辐射方向性。

喇叭天线的主要目标是将声音信号以无线电波形式传输出去，需要具备较好的方向性，即在一定范围内辐射出强的信号，而在其他方向上辐射较弱的信号。

可以通过合理设计天线结构和喇叭形状来实现辐射方向性的控制。

第三，考虑喇叭天线的增益。

增益是指天线辐射能力的强弱程度，通常以分贝（dB）为单位。

增益决定了喇叭天线的信号传输距离和接收灵敏度。

喇叭天线的增益主要取决于天线结构和天线尺寸。

较大的天线尺寸和较复杂的天线结构通常能够提供较高的增益。

第四，考虑喇叭天线的天线尺寸。

天线尺寸决定了喇叭天线的方便程度和易用性。

尺寸过大或过小都会影响天线的性能。

因此，在设计喇叭天线时需要仔细考虑其尺寸，以保证既能够满足通信系统的需求，又方便使用和安装。

第五，选择合适的材料。

天线的材料选择对其性能和使用寿命有重要影响。

一般来说，天线材料应具备一定的导电性能和抗氧化能力，同时应能够耐受外界环境的各种因素，如高温、高湿度等。

常见的天线材料有铜、铁、铝等金属材料。

最后，进行具体的天线参数计算和仿真。

在设计喇叭天线时，需要利用天线设计软件进行参数计算和仿真。

例如，可以利用仿真软件进行天线的方向性和增益仿真，优化天线结构和尺寸。

综上所述，喇叭天线的设计主要考虑频率范围、辐射方向性、增益、天线尺寸和材料选择等因素。

在进行喇叭天线设计时，需要明确通信系统的需求，并进行合理的参数计算和仿真，以最大程度地满足通信需求。

喇叭天线的设计是一个综合考虑多个因素的复杂过程，需要进行充分的研究和实践。

高效宽带喇叭天线的设计

高效宽带喇叭天线的设计
丁晓磊
【期刊名称】《遥测遥控》
【年(卷),期】2012(033)002
【摘要】为满足电磁兼容测试对小体积、宽频带和高增益天线的需求,结合宽频带天线的工作原理,设计一种结构紧凑的局部加脊宽带喇叭天线.与相同尺寸的普通加脊喇叭天线相比,其增益提高约1dB～3dB.
【总页数】4页(P12-14,18)
【作者】丁晓磊
【作者单位】北京遥测技术研究所北京 100076
【正文语种】中文
【中图分类】TN822+.8
【相关文献】
1.超宽带TEM喇叭天线的小型化设计 [J], 朱春发;陈星
2.新型超宽带半TEM喇叭天线设计 [J], 王志云;陈星
3.一种宽带宽波束圆极化喇叭天线设计方法 [J], 何清明;于伟;李智
4.一种宽带宽波束圆极化喇叭天线设计方法 [J], 何清明;于伟;李智
5.1~5 GHz超宽带双脊喇叭天线的设计 [J], 王菲
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喇叭天线的设计

对于角锥喇叭天线,最后确定其尺寸时,还需要考虑喇叭与波导在颈部的尺寸配合问题.如图7.5-6所示,为使两者在颈部正好配合,必须使
LH = LE .由几何关系可得 RH D1 a = R L H H D2 = RE b RE LE
代入 LE = LH ,并消去 LH 得
(7.Байду номын сангаас-29)
(7.5-26)
λ ′ DH = DH D2 D′ = λ D E D1 E
(7.5-27)
′ ′ 求出 DH 和 DE (这里的方向性系数 DH 或 DE 是已给定的,且对于 E 面扇形喇叭, D1 = a ;
H 面扇形喇叭, D2 = b ) 后查图7.5-5A或7.5-5B即可确定 D2 和 RE 或 D1 和 RH ,此时 ,然
′ ′ DH 或 DE 应选在最佳尺寸线上.
另外,还可利用公式
4π D = λ2 D1 D2γ D12 RHopt = 3λ D2 REopt = 2 2λ
(7.5-28)
来计算.当喇叭尺寸在最佳尺寸线上时,对于扇形喇叭, γ = 0.64 ;角锥喇叭, γ = 0.51 .
3,喇叭与波导的尺寸配合
D=
设 γ = 0.51
4π D1D2γ λ2
D1 D2 =
因为 2θ 0.5 H = 2θ 0.5 E ,所以
Dλ2 = 46.7λ2 4πγ
1.18
λ λ = 0.89 D1 D2
D2 = 0.754 D1 D1 = 25.1cm , D2 = 19cm
③根据喇叭最佳尺寸确定喇叭长度与口面尺寸的关系取 H 面,则
喇叭天线的设计
喇叭天线的设计主要包括喇叭几何尺寸的计算,方向图的计算和激励波导的计算等. 在设计喇叭天线时,一般所提的要求是一定的方向性系数或方向图的波瓣宽度. 其设计步骤如下:

喇叭天线设计方法

喇叭天线设计方法喇叭天线是指一种特殊形状的无线电天线，其截面呈喇叭形状，由于其独特的结构设计，使其具有增益高、频率响应宽、辐射范围广等优点，广泛应用于通信、雷达、导航等领域。

本文将介绍喇叭天线的设计方法，包括结构设计、参数计算及优化等方面。

首先，喇叭天线的结构设计是影响其性能的关键因素。

其基本结构包括发射口、传输线、扩口和折射球等部分。

发射口是通信信号从传输线传出的地方，通常由金属板制成，尺寸大小与工作波长有关。

传输线用于将信号从发射口传输到喇叭天线的扩口处，可以是传统的同轴电缆或者微带线等。

扩口是将电磁波逐渐展开，扩大辐射范围的关键部分，其形状和尺寸直接影响到喇叭天线的增益和方向性。

折射球是位于喇叭天线扩口前面的球状物体，其作用是平滑电磁波的传播路径，减少波的折射和反射。

接下来，进行喇叭天线的参数计算。

首先要确定喇叭天线的工作频率范围，然后根据工作频率计算喇叭口的最小尺寸。

通常，喇叭口的尺寸应该满足大于半波长的要求，以确保信号的有效辐射。

然后，根据最小口径，可以计算扩口的尺寸。

扩口的尺寸可以根据辐射范围的要求进行设计。

为了提高天线的增益和方向性，可以根据折射球的尺寸和材料来优化。

在喇叭天线设计中，还需要考虑电磁波在喇叭结构中的传播路径和衰减情况。

传输线的设计应考虑电磁波的传输损耗和干扰问题。

在扩口和折射球的设计中，要注意电磁波的反射和折射问题，尽量减少信号的损失和干扰。

除了结构设计和参数计算，还可以采用一些优化方法来改善喇叭天线的性能。

例如，可以通过改变喇叭天线的形状和尺寸来优化其增益和方向性。

可以利用计算机模拟和测试方法，对不同的设计方案进行模拟和比较，从而选择最优的设计方案。

此外，还可以通过改变喇叭口的曲率和折射球的材料来调整电磁波的传播路径，以提高天线的效能。

总之，喇叭天线的设计方法涉及结构设计、参数计算和优化等方面。

通过合理设计喇叭天线的结构和尺寸，以及优化电磁波的传播路径和衰减情况，可以提高喇叭天线的性能和效能。

喇叭天线设计方法

喇叭天线设计方法
喇叭天线是一种常见的天线类型，广泛应用于无线通信、雷达、卫星通信等领域。

其设计方法可以分为以下几个步骤：
1. 确定工作频率和增益要求。

根据具体的应用场景，确定喇叭天线的工作频率和所需增益。

这些参数将决定喇叭的几何形状和大小。

2. 构造喇叭天线的几何形状。

根据工作频率和增益要求，设计喇叭的几何形状。

这个过程需要考虑喇叭的长度、宽度、角度等参数。

一般来说，喇叭的长度应该是波长的几个倍数，以保证天线的辐射效率。

3. 设计喇叭的适配网络。

为了提高天线的匹配性能，需要在天线口附近设计一个适配网络，以使天线的输入阻抗与传输线的阻抗匹配。

适配网络可以采用各种不同的形式，包括微带线、同轴线、二分之一波长变压器等。

4. 优化喇叭的阻抗带宽。

喇叭天线的阻抗带宽是指其输入阻抗在指定频率范围内的变化范围。

为了提高天线的阻抗带宽，可以采用各种技术，如加宽喇叭口、采用特殊形状的喇叭等。

5. 进行天线的仿真和测试。

设计完成后，需要进行仿真和测试，以验证天线的性能是否符合要求。

这个过程涉及到天线的辐射特性、阻抗匹配性能、频率响应等方面的测试。

总之，喇叭天线的设计方法需要考虑多个因素，包括工作频率、增益要求、几何形状、适配网络、阻抗带宽等。

只有在综合考
虑这些因素的基础上进行设计和优化，才能得到满足要求的天线。

喇叭天线设计操作步骤

第14讲喇叭天线设计1、创建设计工程新建工程，Name：Horn.hfss; Solution Type: Driven Modal; Units: in。

2、添加变量定义(in)length 1.23a 4.3b 2.15wlength 5*lengtha1 20.5b1 15.18plength 22.473、设计建模(1)创建喇叭模型①创建z=0的矩形面HornRectangle，Name：Horn, 透明：0.4;Position：(-a/2, -b/2, 0in)XSize: a, YSize: b;②创建z=plength的矩形面ApertureRectangle，Name：AperturePosition：(-a1/2, -b1/2, plength)XSize: a1, YSize: b1;③通过Connect命令生成喇叭模型按Ctrl键，依次选中Horn和Aperture，选择【Modeler】→【Surface】→【Connect】(2)创建WR430波导模型Box，Name: WR430，透明：0.4，Mat：vacuum; Position：(-a/2, -b/2, 0in),XSize: a , YSize: b , ZSize: -wlength(3)创建同轴线模型①创建同轴线外导体(ZX平面)Cylinder，Name: Outer，透明：0.4，Mat：vacuum; Position：(0, b/2, -4*length),Radius: 0.06in, Height: 0.3②创建同轴线内导体(ZX平面)Cylinder，Name: Inner，透明：0.4，Mat：pec; Position：(0, 0, -4*length),Radius: 0.025in, Height: 0.3in+b/2(4)布尔操作①【Unite】Horn、WR430和Outer；②Horn减去Inner，并保留Inner(5)把喇叭天线外边界设置为理想导体边界先选中【Select Faces】，然后【Edit】→【Select】→【By Name】，选择除Face28,Face70外的所有面元，然后设置为Perfect E。