螺旋天线初步仿真总结(谷风软件)
算法仿真天线实验报告
算法仿真天线实验报告一、实验介绍本次实验旨在通过算法仿真的方式，研究和探索天线的工作原理及性能。
通过使用仿真软件，可以加深对天线特性的理解，并通过仿真结果分析进一步优化天线设计。
二、实验过程1. 确定仿真软件：本次实验使用的是电磁仿真软件HFSS，该软件可以进行电磁场分析，可以用来模拟和分析天线的性能。
2. 设计天线模型：根据实验要求，选择天线的类型和参数。
可以选择一根直立的天线杆，设置杆的高度和直径。
也可以选择适当的天线形状和尺寸，例如常用的方形衬型天线、印制天线、贴片天线等。
3. 定义天线工作频段：根据实验要求，确定天线的工作频段。
可以选择一个单一频段，也可以选择多个频段。
4. 设计电源供应：确定天线的电源方式，可以选择直流电源或者交流电源。
5. 进行电磁仿真：将天线模型导入HFSS软件中，在软件中配置和定义仿真参数。
定义天线工作频段、电源参数等。
进行电磁仿真。
6. 仿真结果分析：根据仿真结果，分析天线的增益、方向性、频率响应等性能指标。
对于无法满足实验要求的天线，可以进行参数调整和优化。
7. 优化设计：根据分析结果，对天线模型进行优化设计。
可以调整天线的尺寸、形状、材料等参数。
再次进行仿真。
8. 重复实验：根据需要，可以进行多次优化设计和仿真实验，以进一步提高天线性能。
三、实验结果与分析通过电磁仿真软件进行天线实验，在给定的频段和工作条件下进行仿真，可以获得以下性能指标：1. 增益：增益是衡量天线辐射效果的重要指标，表示天线辐射功率与理论理想辐射功率之比。
一般来说，增益越大，天线辐射能力越强。
2. 方向性：方向性是指天线辐射功率随辐射方向的变化情况。
一般来说，天线的方向性越集中，表示天线的辐射范围越小，辐射功率更集中。
3. 频率响应：频率响应是指天线在不同频段上的辐射能力。
在实际应用中，天线需要能够覆盖整个工作频段，保持稳定的性能。
通过对仿真结果的分析，可以得到天线在不同频段下的增益、方向性等性能指标的变化情况。
平面螺旋天线及宽带匹配网络的设计和仿真
平面螺旋天线及宽带匹配网络的设计和仿真徐 琰 张漠杰（上海航天局第八○二研究所 上海200090）摘要：本文介绍了阿基米德平面螺旋天线及微带渐变线阻抗变换器的原理和设计方法，运用以有限元法为原理的专业软件Ansoft HFSS 对该天线及宽带匹配网络进行仿真，并与测量结果进行比较，仿真结果与测量结果吻合。
关键词： 阿基米德平面螺旋天线 渐变线阻抗匹配 平衡馈电一、 平面螺旋天线1.1 阿基米德平面螺旋天线为了满足灵活性和通用性，常常要求天线能以令人满意的方向图、阻抗和极化特性工作于很宽的频带范围内。
线性振子天线的频带是很窄的，增加振子直径只能稍微展宽一些频带，一般很少能大于所设计的中心频率的百分之几。
天线的增益、方向图、输入阻抗等电特性参数在一个较宽的频带内保持不变或变化较小的天线称为宽频带天线。
一般情况下，天线的性能参数是随频率变化的。
有一类天线，其几何形状完全由角度规定，性能与频率无关，这类天线称为非频变天线。
典型的天线有等角螺旋天线。
阿基米德平面螺旋天线不是一个真正意义上的非频变天线，但它也可以在很宽的频带内工作。
因为它不能满足截断要求，电流在工作区后并不明显的减小，螺旋天线被截断后方向图必受影响，因此必须在末端加载而避免波的反射。
阿基米德螺旋的半径随角度的变化均匀的增加，方程为φρρa +=0式中0ρ是起始半径，为螺旋增长率。
a本文设计的是双臂的阿基米德平面螺旋天线（如图1），两臂方程分别为φρρa +=011和)(022πφρρ++=a 。
用印刷电路技术来制造这种天线，使金属螺旋的宽度等于两条螺旋间的间隔宽度，形成自互补天线。
臂的宽度为：20102πρρa W =−=对于一个自互补天线结构，由巴比涅—布克（Babinet －Booker ）原理可求得，具有两个臂的无限大结构的输入阻抗为188.5欧。
图1 阿基米德平面螺旋天线在螺旋的周长为一个波长附近的区域，形成平面螺旋的主要辐射区。
螺旋天线的仿真设计
螺旋天线的仿真设计螺旋天线是一种常见的天线形式，其结构为螺旋状，使得天线的增益和方向性较强。
在无线通信中，螺旋天线具有较广泛的应用。
本文将介绍螺旋天线的仿真设计过程，包括建模、设计、优化和仿真。
建模螺旋天线的建模是仿真设计的第一步，通过建立天线的几何模型，可以为后续的设计和仿真提供基础。
在建模过程中，需要考虑天线的参数，包括螺旋元件的长度、宽度、距离、导线的半径等。
通常情况下，建模可以采用CAD软件，如SolidWorks、CATIA等，以三维模型的形式呈现螺旋天线的结构和形状。
设计在建模基础上，需要对螺旋天线进行设计。
设计包括确定天线的工作频率、设计天线的转向、设计天线的匹配电路等。
在设计过程中，需要考虑到天线的增益和方向性，以及天线的信号传输性能。
工作频率螺旋天线的工作频率是设计的关键因素之一。
通常情况下，天线的工作频率与其物理尺寸以及匹配电路有关。
在确定螺旋元件的长度、宽度、距离和导线半径后，可以采用电磁仿真软件进行仿真，从而确定天线的工作频率。
转向设计螺旋天线的转向设计是另一个关键因素。
根据转向的方向和角度，可以调整天线的增益和方向性。
在设计过程中，需要考虑到天线的应用场景，以确定最优的转向设计。
匹配电路设计匹配电路是螺旋天线的关键组成部分之一。
通过匹配电路的设计，可以提高天线的功率传输效率，并降低反射损耗。
在设计匹配电路时，需要考虑天线的输入阻抗和负载阻抗之间的匹配，以保证天线能够有效工作。
优化螺旋天线的设计和优化是一个迭代过程，通过反复的仿真分析和优化设计，可以使螺旋天线达到最优的性能。
在优化过程中，需要考虑到天线的特性，如阻抗、增益、方向性等，以及其在实际环境下的表现。
仿真螺旋天线的仿真是验证天线性能和效果的重要步骤。
在仿真过程中，可以得到螺旋天线的各项性能指标，如增益、方向性、回波损耗等。
通过仿真分析，可以调整和优化天线的参数，从而使其达到最佳的性能。
本文介绍了螺旋天线的仿真设计过程，包括建模、设计、优化和仿真。
螺旋天线初步仿真总结
反射系数（驻波）和耦合系数：不圆度：m1-m2=增益（）加载线圈：无线圈：总结：不圆度指标可在1dB内；驻波和耦合是难点；把螺旋天线内置在天线罩中，耦合增强，但对位置敏感，需要和室分天线联合调参。
fpc-induce2 good天线变小了反射系数（驻波）和耦合系数：940MHz0.500.751.001.25 1.501.752.00F req [GH z ]-30.00-25.00-20.00-15.00-10.00-5.000.00Y 1g o o dX Y P lo t 2-6.2077-4.7591-9.3256C u rve I n fo d B (S (1,1))S e tu p 1 : S we e p d B (S (1,2))S e tu p 1 : S we e p d B (S (2,2))S e tu p 1 : S we e p不圆度：m1-m2=-2.20-2.00-1.80-1.609060300-30-6090-120-150150120m 1m 2N a m e P h iAn g M a gm 1269.0000-91.0000-2.2586m 285.000085.0000-1.5142940Mhz 端口损耗=（）= dBS11=, P: S21=, P:GAIN-REALIZEDGAIN=1-|S11|-|S21|= = dB 吻合!螺旋天线方向图：水平全向，和室分天线类似IBEACON仿真结果：1.2cm*2cm地板（）沿y轴放置的ibeacon天线，方向图为y轴零点的面包圈。
增益。
2.大地板（）方向图为y轴仍为零点。
随着地板增大，ibeacon天线辐射偏向了地板方向，出现3个副瓣，端口匹配容易，增益增大为。
3.室分天线+螺旋天线+IBEACON（）1.501.752.00 2.25 2.50 2.753.00 3.25 3.50F req [GH z]-15.00-12.50-10.00-7.50-5.00-2.500.00Y1ib e a co n+a n te n n aX Y P lo t 1-8.4173-0.0506-10.1141C u rve I n fod B(S(1,1))S e tu p1 : S we e pd B(S(2,2))S e tu p1 : S we e pd B(S(3,3))S e tu p1 : S we e p室分天线和ibeacon的方向图Theta=30,60时的方向图其中，端口1是室分天线，端口2是螺旋天线，端口3是ibeacon天线。
超宽带螺旋天线的仿真设计
超宽带螺旋天线的仿真设计
董楠;程受浩;刘华;徐德华
【期刊名称】《制导与引信》
【年(卷),期】2005(026)002
【摘要】探讨了冲激引信的一项关键技术--超宽带天线技术.分别论述了圆柱螺旋天线和圆锥螺旋天线的设计方法,通过仿真对影响螺旋天线宽带特性的参数进行了分析比较,设计了符合超宽带要求的天线结构.
【总页数】4页(P48-51)
【作者】董楠;程受浩;刘华;徐德华
【作者单位】北京理工大学机电工程学院,北京,100081;北京理工大学机电工程学院,北京,100081;北京理工大学机电工程学院,北京,100081;北京理工大学机电工程学院,北京,100081
【正文语种】中文
【中图分类】TN822.8
【相关文献】
1.超宽带缝隙螺旋天线仿真与教学应用研究 [J], 宋立众;王淼;聂玉明;房亮;张敏
2.超宽带低剖面平面螺旋天线的研究与设计 [J], 笪策
3.一种小型化超宽带平面螺旋天线的设计 [J], 张熙瑜
4.一种侧馈式超宽带平面螺旋天线设计 [J], 周智杰; 李培; 左乐
5.一种超宽带平面螺旋天线的设计 [J], 崔景波;徐风清
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利用HFSS设计平面等角螺旋天线
利用HFSS设计平面等角螺旋天线HFSS（高频结构模拟器）是一种电磁场仿真软件，广泛应用于无线通信、射频电子、天线设计等领域。
在设计平面等角螺旋天线时，可以使用HFSS来进行仿真、优化和分析。
下面将介绍利用HFSS设计平面等角螺旋天线的步骤和注意事项。
1.定义天线的几何结构：在HFSS中，首先需要定义天线的几何形状。
对于平面等角螺旋天线，可以使用直线段和弧段来描述螺旋的几何结构。
可以选择合适的参数，如螺旋半径、线宽和线距等，来定义螺旋天线的几何形状。
2. 设置边界条件和材料属性：在进行仿真之前，需要设置适当的边界条件和材料属性。
对于平面等角螺旋天线，一般使用PEC（Perfect Electric Conductor）作为边界条件，以确保电磁波在螺旋天线表面的反射和吸收很小。
此外，还需要为天线材料设置合适的电磁参数，如相对介电常数和损耗正切等。
3.设定频率范围和场激励：在HFSS中，可以设置所需的频率范围和场激励方式。
一般来说，平面等角螺旋天线用于宽频工作，因此可以选择一个合理的工作频率范围。
对于激励方式，可以选择点源激励，即在螺旋天线的发射端施加一个适当的电流源。
4. 进行电磁波分析：在设置好几何结构、边界条件、材料属性、频率范围和场激励之后，可以进行电磁波分析。
HFSS使用有限元方法来求解Maxwell方程组，得到电磁场分布、辐射特性等结果。
5.优化和调整参数：根据仿真结果，可以对平面等角螺旋天线的几何参数进行优化和调整。
例如，可以改变螺旋半径、线宽和线距，以优化天线的电磁性能，如增益、辐射方向性等。
6.分析和评估性能：经过优化和调整之后，可以再次进行电磁波分析，得到优化后的天线性能。
可以对比不同参数设置下的性能，如频率响应、辐射图案等，进行评估和选择最佳设计。
在设计平面等角螺旋天线时1.准确地定义几何参数：几何参数的准确定义对于仿真结果的准确性至关重要。
要仔细测量几何参数，并正确输入到HFSS中。
HFSS天线仿真实例系列教程1
确定阵列规模
根据实际需求，确定阵列天线的规模，包括天 线单元的数量和排列方式。
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设计馈电网络
设计合适的馈电网络，以确保天线单元之间的相位和幅度关系满足要求。
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建模过程详解
01
创建天线单元
在HFSS中创建天线单元模型，设置 其材料、边界条件等参数。
添加馈电网络
在阵列天线中添加馈电网络，连接 各个天线单元。
螺旋天线
由螺旋形状的导体构成，具有圆 极化特性，常用于卫星通信和导 航系统。
微带天线
由金属贴片和接地平面构成，具 有低剖面、轻重量和易于集成等 优点，广泛应用于无线通信领域 。
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14
ห้องสมุดไป่ตู้
关键性能指标解析
增益
衡量天线朝一个特定方向收发信号的 能力，通常以dBi或dBd为单位表示 。
驻波比
• 天线参数：描述天线性能的主要参数有方向图、增益、输入阻抗、驻波比、极化等。这些参数可以通过仿真或 测量得到，用于评估天线的性能优劣。
• 仿真模型：在天线仿真中，需要建立天线的三维模型并设置相应的边界条件和激励源。模型的准确性直接影响 到仿真结果的可靠性。因此，在建立模型时需要充分考虑天线的实际结构和工作环境。
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微带天线设计思路
确定工作频率和带宽
根据实际需求，确定微带天线的工作频率和 带宽范围。
确定天线尺寸和形状
根据微带天线的理论公式和设计经验，初步 确定天线的尺寸和形状。
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选择合适的介质基板
根据工作频率和带宽要求，选择合适的介质 基板材料和厚度。
考虑阻抗匹配和辐射效率
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螺旋天线初步仿真总结
螺旋天线初步仿真简介螺旋天线是现代通信领域中常用的一种天线。
与传统的线性天线相比，螺旋天线具有更广阔的频率范围和更强的极化适应性。
在实际应用中，螺旋天线可用于卫星通信、雷达、移动通信等领域。
本文将对螺旋天线进行初步仿真，并对仿真结果进行。
仿真工具在仿真螺旋天线时，我们使用了Ansoft HFSS这一电磁仿真工具。
该工具具有强大的电磁仿真能力，并且能够模拟多种复杂的天线结构。
天线结构螺旋天线的特殊结构可使其具有更广泛的频带和更稳定的性能。
螺旋天线通常由驻波耦合带、电感耦合框架和辐射器三部分组成。
其中，辐射器是螺旋天线中最重要的部分。
辐射器通常由导线或金属板制成。
在我们的仿真中，我们选择使用导线制作辐射器，并通过Ansoft HFSS进行建模。
仿真参数在进行螺旋天线的仿真时，我们需要设置一些关键参数。
下面是我们在仿真中所使用的参数：•驻波耦合带长度：3mm•电感耦合框架长度：2.5mm•螺旋天线直径：20mm•扭转距离：10mm•辐射器长度：40mm•频率范围：2GHz到4GHz•单元类型：tetrahedron仿真结果在仿真完整的螺旋天线结构之后，我们可以通过Ansoft HFSS获得一系列仿真结果。
下面是我们在仿真过程中得到的一些关键结果：•S11参数：通过S11参数，我们可以了解到螺旋天线的反射损耗。
在我们的仿真中，螺旋天线的S11参数在整个频率范围内均小于-30dB，表明螺旋天线的反射损耗较低。
•阻抗带宽：螺旋天线的阻抗带宽非常重要，它能够告诉我们螺旋天线在多大范围内能够保持正常工作。
在我们的仿真中，螺旋天线的阻抗带宽达到了500MHz，表明螺旋天线具有较广泛的工作频率范围。
•极化：螺旋天线具有左旋和右旋两种极化方式。
在我们的仿真中，螺旋天线的极化为右旋，符合我们预期的结果。
通过以上仿真结果，我们可以发现螺旋天线具有较好的阻抗带宽和反射损耗，适用于多种通信领域。
同时，在其他仿真参数固定的前提下，通过对辐射器长度等参数进行调整，我们可以进一步提高螺旋天线的性能。
等角螺旋天线
等角螺旋天线仿真分析Abstract:本文基于等角螺旋天线的基本原理，利用电磁让真软件HFSS构建并仿真分析了一个基本的等角螺旋天线。
通过仿真结果，得到了一个频带为442MHz~929MHz，频带内S参数小于-10dB的天线，并分别给出450MHz，670MHz，900MHz处的E、H面方向图。
关于结果的分析也列于最后。
1.引言螺旋天线属于非频变天线，具有可观的带宽比，通常都具有圆极化特性，半功率带宽一般约为70°~90°。
由于螺旋天线具有体积小，宽带宽的特性，因而广泛应用于国防，遥感等方面。
螺旋天线阵列还用于1~18GHz的军用飞行器方面。
2.天线设计本文仿真的等角螺旋天线如图1所示，可由4个公式表示定义每个支臂的内外半径r1=r0e aφ(1)r2=r0e a(φ-δ)(2)r2=r0e a(φ-π)(3)r2=r0e a(φ-π-δ)(4) 式中r0为φ=0时的矢径，a为一个常数，用于控制螺旋的张率。
用式(1)可以建立起图1所示的平面等角螺旋天线。
当δ=π/2时，图1所示的结构是自补的，在这种情况下，方向图对称性最好。
自补天线有如下特性：Z金属=Z空气=η/2=188.5Ω(5) 这就要求在HFSS中仿真的时候馈电对口阻抗大致设为188.5Ω。
等角螺旋天线工作频带的上限f u 由亏点结构决定，最小半径r0在馈电区的周长2πr0=λu=c/f u。
当然，螺旋在该店终止，连接到馈电传输线。
下限频率通过天线整体半径R来限制，使其约为f L的1/4波长。
实验发现半圈到三圈的螺旋对参数a和δ相对来说不敏感。
一圈半的螺旋约为最佳。
本文利用HFSS构建模型，并进行仿真分析。
构建的模型如图2所示。
仿真的天线最终选定参数如下：r0=27.5cm，a=0.27，n=0.92。
图1 平面等角螺旋天线几何模型图2 等角螺旋天线(a)斜视图(b)顶视图(c)侧视图3.仿真分析3.1 S参数图3所示为S参数仿真结果，由图可以看出，从442MHz~929MHz处，S参数都低于-10dB，说明此等角螺旋天线在次带宽内为通带。
螺旋天线的仿真设计微波课设要点
螺旋天线的仿真设计微波课设要点一、背景介绍螺旋天线是一种常用于微波通信和雷达系统中的天线。
它具有频带宽度大、辐射效率高、阻抗匹配良好、天线尺寸小等优点，是目前最为流行的微波天线类型之一。
因此，针对螺旋天线的仿真设计是非常有研究价值的。
在微波课设中，螺旋天线的仿真设计是一个非常重要的环节。
本文将介绍关于螺旋天线仿真设计的一些注意要点，旨在为微波课设中的学生提供帮助和指导。
二、仿真工具的选择对于螺旋天线的仿真设计，目前主要使用的工具有以下几个：1.Ansoft HFSS2.CST Microwave Studio3.FEKO针对这些工具的选择，主要需考虑仿真精度、仿真速度以及使用难度等因素。
以本文为例，我们选择使用 Ansoft HFSS 作为仿真工具。
三、螺旋天线的基本结构螺旋天线具有较为复杂的结构，主要包括螺距、半径、匝数、导线宽度和间距等参数。
其中，螺距和半径是影响天线辐射特性的重要参数。
螺旋天线的形式化表达式为：Z = A * exp(-j * b * p) * cos(p) + A * exp(j * b * p) * sin(p)其中，A 为天线辐射功率，b 为螺距，p 为方位角。
四、天线参数的建模针对螺旋天线的建模，我们可以使用不同的建模方法，如等效电路模型、仿真模型等。
在 Ansoft HFSS 中，我们可以使用 3D 宏模型进行建模。
在建模过程中，需要输入天线参数，并进行优化和调整。
这包括调整半径和螺距等参数，以实现更好的辐射效果和阻抗匹配。
五、天线仿真分析螺旋天线的仿真分析主要包括以下几个方面：1.带宽特性分析2.辐射特性分析3.阻抗匹配分析在分析过程中，需要对仿真结果进行分析和优化，以达到预期的结果。
同时，还需要根据仿真结果进行天线参数调整，使之达到更好的性能。
六、仿真结果分析与优化在仿真分析完成后，需要对仿真结果进行分析和优化。
这包括调整天线参数、优化辐射效果等。
具体来说，我们需要根据分析结果，对螺距和半径等参数进行调整，以实现更好的辐射效果和阻抗匹配。
天线设计实习报告
一、实习背景随着科技的飞速发展，无线通信技术已成为现代社会不可或缺的一部分。
天线作为无线通信的关键部件，其设计的好坏直接影响到通信系统的性能。
为了更好地了解天线设计的基本原理和应用，我于2023年在某知名通信设备公司进行了为期一个月的天线设计实习。
二、实习内容1. 天线基础知识学习实习初期，我主要学习了天线的基本原理、分类、工作原理等基础知识。
通过查阅资料、参加培训，我对天线的基本概念有了深入的理解。
2. 天线设计软件操作为了掌握天线设计技能，我学习了天线设计软件的使用。
在导师的指导下，我熟练掌握了天线设计软件的操作，包括参数设置、仿真分析、优化设计等。
3. 天线项目参与在实习过程中，我参与了公司的一个天线项目。
该项目旨在设计一款适用于5G通信的天线。
在导师的带领下，我参与了项目的各个环节，包括需求分析、方案设计、仿真验证、实验测试等。
4. 天线性能优化针对天线项目，我进行了多次性能优化。
通过调整天线结构、材料、参数等，提高了天线的增益、方向性、阻抗匹配等性能。
三、实习收获1. 理论与实践相结合通过实习，我将所学的天线理论知识与实际设计相结合，提高了自己的实践能力。
2. 团队协作能力在实习过程中，我学会了与团队成员有效沟通、协作，共同完成项目任务。
3. 解决问题的能力在遇到设计难题时，我通过查阅资料、请教导师、团队讨论等方式，不断提高自己的问题解决能力。
4. 职业素养实习期间，我严格遵守公司规章制度，认真完成工作任务，培养了良好的职业素养。
四、实习体会1. 天线设计是一项系统工程，需要掌握丰富的理论知识、实践经验以及设计软件的使用。
2. 在天线设计中，创新思维和优化设计至关重要。
3. 团队合作和沟通能力在项目实施过程中发挥着重要作用。
4. 实习期间，我深刻体会到了理论与实践相结合的重要性，为今后的工作打下了坚实基础。
总之，这次天线设计实习让我受益匪浅。
在今后的学习和工作中，我将继续努力，不断提高自己的专业素养和实际操作能力。
09_FEKO_螺旋天线仿真
FEKO培训系列教程螺旋天线(Helix)螺旋线建模，MOM及MLFMM计算EMSS CHINA概述:Overview•天线是单螺旋天线–金属地板直径：Ground_R=0.375个波长–螺旋匝数: n=3.5–螺距:s=0.225个波长–螺旋的半径: R=1个波长/(2*pi)–螺旋的高度: H=n*s•电参数：–工作频率：f=30 GHz计算的问题•计算的问题：–螺旋天线的3D远场方向图–Phi=0，phi=90平面内的方向图启动CadFEKO•CADFEKO 6.0 进入CadFEKO主界面•设置单位为毫米mm，天线的建模：定义几个主要参数•点击菜单“Model\Add Variable”(或在左侧树型资源管理器中，点击双击“Variables”节点或选中“Variables”节点，点击鼠标右键选择“Add Variable”)，即可弹出“Create Variable”对话框–在Create Variable对话框中需要输入变量的名称及表达式，注释等，点击“Evaluate”按钮可以显示表达式的值，点击“Create”完成创建，点击“Close”关闭“Create Variable”对话框天线的建模‐参量定义•按照先后顺序添加以下变量：–sf=0.001–freq =30e9 Hz;lambda c0/freq/sf ;–lambda=c0/freq/sf ;–Ground_R=0.375*lambda;–s=0.225*lambda;–D=lambda/pi;–n=3.5天线的建模‐金属地板•点击左侧的模型图标按钮“”来建立螺旋天线的金属地板：–Centre point:•X: 0.0•Y: 0.0•Z: 0.0–Dimensions•R(x):Ground_R•R(y):Ground_R–Label：Ground–Create按钮–Close按钮•点击调整3D视图中的大小天线的建模‐单螺旋•点击左侧的模型图标按钮“”来建立螺旋天线的螺旋：–Base Radius：D/2–End Radius：D/2–Height (Z): s*nHeight (Z): s n–Turns: n–Label: Helix1–Create 按钮–Close 按钮天线的建模‐完成建模•选中Ground模型，点击左侧的“”按钮弹出“Create imprint…”对话框，在3D视图中点击鼠标右键选择“Snap to->Geometry point”;•把光标定在“Create imprint…”的Point1中，同时按住Ctrl+Shift键不放，移动鼠标到螺旋与地板的焦点位置，点击鼠标左键确认，这时该点的坐标会显示在Point1的黄色区域，点击创建按钮完成在地板Ground上建立一个点的操作。
天线设计的实习报告
一、实习背景随着科技的发展，天线设计在通信领域扮演着越来越重要的角色。
为了更好地了解天线设计的基本原理、实践技能和工程应用，我选择了某知名通信公司进行为期三个月的天线设计实习。
在此期间，我深入了解了天线设计的相关知识，并参与了实际项目的研发工作。
二、实习内容1. 天线基础知识学习实习初期，我重点学习了天线的基本原理、分类、性能指标等基础知识。
通过查阅相关书籍、资料和在线课程，我对天线设计有了初步的认识。
同时，我还学习了电磁场理论、微波技术等相关知识，为后续的实践工作打下坚实的基础。
2. 天线设计软件应用在实习过程中，我熟练掌握了天线设计软件的使用。
首先，我学习了CST、HFSS等主流天线设计软件的操作方法，通过模拟仿真验证天线设计的合理性。
其次，我学习了如何利用这些软件进行天线优化设计，以提高天线性能。
3. 参与实际项目研发在实习期间，我参与了公司一项关于5G基站天线的研发项目。
在项目组导师的指导下，我负责天线结构的优化设计和仿真验证。
具体工作如下：（1）根据项目需求，分析现有天线结构的优缺点，提出改进方案；（2）利用天线设计软件进行仿真，验证改进方案的有效性；（3）根据仿真结果，调整天线结构参数，优化天线性能；（4）撰写天线设计报告，为项目组提供技术支持。
4. 总结与反思在实习过程中，我深刻认识到天线设计的重要性。
天线性能的好坏直接影响通信质量，因此，在设计过程中要充分考虑天线结构、材料、工艺等因素。
以下是我对实习过程中的一些总结与反思：（1）理论知识与实践相结合：在实习过程中，我将所学的理论知识运用到实际项目中，加深了对天线设计的理解；（2）团队协作：天线设计是一个复杂的过程，需要团队成员之间的紧密协作。
在实习过程中，我学会了与同事沟通、交流，共同解决问题；（3）持续学习：天线设计领域发展迅速，需要不断学习新知识、新技术。
在实习期间，我养成了良好的学习习惯，为今后的工作打下了基础。
三、实习收获通过这次实习，我收获颇丰：1. 熟练掌握了天线设计的基本原理、实践技能和工程应用；2. 学会了使用天线设计软件，提高了自己的实际操作能力；3. 增强了团队协作和沟通能力；4. 了解了天线设计领域的发展趋势，为今后的工作奠定了基础。
螺旋天线的仿真设计微波课设
螺旋天线的仿真设计微波课设简介本文是关于螺旋天线的仿真设计微波课设的报告，主要讲述了螺旋天线的基本原理、设计理论、仿真模型和实验验证。
螺旋天线是一种常见的微波天线，其特点是具有宽频带、高增益和环形辐射图等优点。
在通信、雷达、卫星等领域得到广泛应用。
本次课设的目的就是通过仿真设计一款螺旋天线，掌握螺旋天线的设计方法和仿真技术。
设计原理螺旋天线的结构是由两个相等直径的共面平面圆形线圈组成，中心为同一轴线，相互平行，以同一角速度反向电流通入。
当通电后，平面线圈间的气隙产生交变磁场，电磁波通过该磁场辐射，并且因为电流相反极性和相邻线圈间相位差异，导致了圆极化辐射。
通常情况下，螺旋天线的圆极化为右旋极化。
设计理论本次课设采用的是单臂螺旋天线，其电磁性能主要由以下参数决定：螺距螺距是指螺旋线圈上两个相邻回路之间的垂直距离。
螺距越大，天线的工作频率越低，增益也越低。
相反，螺距越小，天线的工作频率和增益也越高。
匝数匝数是指螺旋线圈上电流通路的总数。
匝数越多，天线的工作频率和增益也越高。
直径直径是指螺旋线圈轴线上的两个相邻线圈之间的距离。
直径越小，天线的工作频率越高，增益也越高。
间隔间隔是指螺旋线圈上每个回路的直接相邻回路之间的距离。
间隔影响螺旋天线的的工作带宽和辐射方向图。
仿真模型本次课设采用的是CST Studio Suite软件进行仿真设计。
具体流程如下：建立模型首先需要在CST软件中建立螺旋天线模型。
具体处理如下：1.以XY平面建立直径为10mm的圆形线圈。
2.以相同的直径在Z方向上建立若干个圆形线圈，其中螺距、匝数、直径、间隔等参数可以根据实际需求进行设置。
3.在螺旋线圈的两端分别接上竖直的延伸导线，作为馈电点和接收点。
设定边界条件在完成螺旋天线的建立模型后，在设置墙面边界条件、仿真频段和网格尺寸等参数，以便进行计算分析。
仿真计算最后就可以对螺旋天线进行仿真计算。
在CST软件中，可根据要求求得天线的增益、方向图、驻波比等参数，进而进行结果分析和比较，找出最优解。
天线实训的心得体会和收获
天线实训的心得体会和收获作为天线实训的一员，我深感荣幸并且满怀期待地参加了这次实训。
通过这段时间的学习和实践，我在天线设计和优化方面得到了很多收获和体会。
首先，天线实训让我更深入地了解了天线的基本知识和原理。
在实训开始之前，我对天线仅仅是有一个大致的了解，但是通过实训过程中的学习和实践，我对天线的构成、工作原理以及各种天线的特点有了更加清晰和全面的认识。
我了解了天线的频率选择性、方向性、增益等基本特性，以及天线与其他电路之间的耦合方式和优化方法。
这些知识让我在实际设计和优化天线时更加具备实践的能力。
其次，在实践环节中，我主要参与了天线的设计和优化工作。
我学会了使用设计软件进行天线的仿真和分析，掌握了如何通过调节天线的结构参数来满足不同的天线需求。
在寻找最佳设计方案的过程中，我积累了大量的经验，并且通过与同伴的讨论和交流，我也从团队中获得了很多启发和意见。
通过不断的设计和优化，我成功地实现了一款频率选择性天线的设计，并且在实验室中进行了测试，结果非常理想。
这让我对自己的能力和技术水平有了更为深刻的认识，也增加了我的自信心。
在实训过程中，我还参与了一些天线的调试和优化工作。
通过使用测试设备和仪器，我学会了如何准确测量天线的性能指标，例如频率响应、增益和方向性等。
同时，我也了解到了在天线调试和优化中常见的一些问题和解决方法。
通过分析实验数据和调整天线结构，我成功地将天线的性能进一步优化，使其在实际应用中更加稳定和可靠。
这是对我设计和优化能力的一次很好的锻炼和实践。
此外，在实训过程中，我还结识了很多志同道合的同学和优秀的导师。
我们共同学习和努力，共同分享和探讨，形成了一个团结友爱、合作共赢的团队氛围。
通过与他们的交流和合作，我不仅学到了更多的知识和技能，还拓展了自己的思维和视野。
导师们给予了我们很多指导和支持，他们的经验和教诲让我受益匪浅。
在这个大家庭中，我感受到了团队的力量和合作的魅力。
通过参加天线实训，我不仅学到了更多的天线知识和技术，也培养了自己的团队合作和沟通能力。
宽谱辐射螺旋天线仿真与初步实验
小反 射 ， 提高 辐射 电磁 脉 冲强度 。
＊ 基金项 目： 国家 高 技 术 发 展 计 划 项 目资 助 （０ ８ Ａ０ ２ ） ２０ Ａ ４ ２ 。
高
能
量
密
度
２ 螺旋 天 线 结 构 参 数 及 脉 冲辐 射 仿 真 计算
２ １ 螺 旋 天 线 结 构 参 数 ．
磁 脉 冲频率通 常较 低 ， 有 一定 带 宽 ， 于 多 种耦 合 方 式 发挥 作 用 。能够 实 现 宽 带 辐 射 的 天线 很 且 利
多， 如偶 极天 线 、 木天 线 、 型 波导 天线 等 。本 文 采 用 螺 旋 天线 ， 八 Ｈ 主要 是 因为 它 不 但 具 有 宽频 辐
射 特性 ， 还具 有结构 简单 、 能稳定 ， 实现 轴 向辐 射 、 性 能 圆极化 ， 且组 阵 时天线 间 的互 阻抗很 小 ， 于 易 组 阵实现 多个 天线 的远 场空 间功 率合成 。 ・ 文 中根据 天线理 论 和软件 仿 真手段 设计 了高 功 率 宽谱 辐 射用 天 线—— 轴 向模 式 螺旋 天线 ， 主
１ 引 言
宽谱（ 带） 宽 电磁 脉 冲 的带 宽介 于窄 带 高 功率 微 波 和 超 宽带 辐 射 源 之 间 ， 中心 频 率 通 常 在 其
０１ １ ．～ ＧＨｚ内 ， 辐射 电磁 脉 冲的百 分 比带 宽大 于 ２ ／。高 功率 宽谱 电磁 脉 冲的产 生过 程为 ： ｏ９ ６ 由幅 度数百 千伏 、 升 前 沿 亚 纳 秒 至 数 纳 秒 的 高 压 脉 冲 馈 入 具 有 宽 谱 辐 射 特 性 的 天 线 进 行 辐 射 得 上 到［ 。 目前 ， 产 生亚纳 秒高 压脉 冲 ， 常采 用 高 压 间 隙对 输 出 电脉 冲进 行 锐 化［ ， 可采 用 １ ］ 要 通 ３ 也 ］
螺旋天线的设计与仿真研究
螺旋天线的设计与仿真研究摘要在分析电晕放电原理的基础上，结合本实验室关于电晕放电探测系统的设计要求，选用CST微波工作室对螺旋天线进行了设计、优化与仿真，所得的仿真计算结果与测试结果有较好的一致性。
设计出的螺旋天线具有高增益，提高了整个电晕放电探测系统的灵敏度。
关键词电晕放电；螺旋天线；CST；仿真；测试螺旋天线是一种行波天线，具有宽频带特性和圆极化特性，已广泛应用于米波和分米波波段。
可以构成螺旋天线阵使用，也可作为其它面天线的初级馈源。
按照电晕放电探测系统的设计要求，首先设计单个的螺旋天线，提供较高的增益，在此基础上后续进行设计多个阵列进行拼接组合实现高增益阵列天线阵。
螺旋天线不仅在宽频带上具有近乎一致的电阻性输入阻抗，而且在同样的频带上螺旋天线的波瓣图显示其增益很大。
它的性能对导线尺寸和螺旋节距不敏感；它的互阻抗几乎可以忽略，因此很容易用来组阵。
1螺旋天线结构参数及设计方法将金属带或金属导线绕制成一定尺寸的圆柱或者圆锥螺旋线，一端用同轴线内导体馈电，另一端处于自由状态或与同轴线外导体联接。
螺旋天线的几何结构参数为：D=螺旋直径S=螺距n=圈数d=螺旋导体（线）的直径1=轴向长度=nS为了消除同轴线外皮上电流，通常在螺旋线末端接一个直径为Z0=同轴线的特性阻抗的金属圆盘，这样就组成了一个螺旋天线。
螺旋天线的辐射特性主要取决于天线直径与波长比D/λ。
当D/λ=（0.25~0.46），螺旋的周长L在一个波长左右，最大的辐射方向在轴线方向，称之为轴向模螺旋天线，实际工程中也多采用这样的天线。
轴向模螺旋天线对导线尺寸和螺旋节距不敏感，在工程中比较好建造使用，其优化的重要参数有波束宽度，增益，阻抗以及轴比。
（1）本螺旋天线阵馈电时采取轴向馈电，适用于0.8≤Cλ≤1.2，12°≤α≤14°时，在20%的误差范围内为R=140Cλ。
借助适当的匹配段，在螺旋最底部的1/4圈制成平行于接地面的锥削过渡段，将140Ω~150Ω的螺旋阻抗变换为50Ω的同轴线阻抗。
车载短波螺旋天线仿真与实验
车载短波螺旋天线仿真与实验
李萍;葛海波
【期刊名称】《现代电子技术》
【年(卷),期】2000(000)006
【摘要】通过ＨＰＳＳ仿真软件设计车载短波螺旋天线，计算出该天线的电参数和辐射方向图，将所设计的天线模型架设在卡车车顶，进行远距离通信实验，实验表明圆极化的螺旋天线接收水平极化所辐射的信号，话音质量良好。
【总页数】3页(P78-79,82)
【作者】李萍;葛海波
【作者单位】武警工程学院;西安邮电学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN822.3
【相关文献】
1.短波车载三环天线性能仿真分析 [J], 李引凡;孙月光;李长勇;卜鑫
2.新型装甲车载短波/超短波电台维修辅助系统的设计与实现 [J], 侯立峰;苏莹;王文峰
3.短波车载半环天线仿真分析 [J], 李引凡
4.小型短波螺旋天线的设计与实验 [J], 张成
5.宽谱辐射螺旋天线仿真与初步实验 [J], 方东凡;孙奇志;刘宏伟;耿力东;刘伟
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螺旋天线的仿真设计
一、设计题目:螺旋天线的仿真设计二、设计目的:(1)熟悉Ansoft ＨFSS软件的使用。
（2）学会螺旋天线的仿真设计方法。
(3)完成螺旋天线的仿真设计,并查看S参数以及场分布。
三、设计要求:螺旋天线是一种常用的典型的圆极化天线，本设计就是基于螺旋天线的基础理论及熟练掌握HFＳS1０软件的基础上的，设计一个右手圆极化螺旋天线,要求工作频率为4G，分析其远区场辐射特性以及S曲线。
螺旋天线通常用同轴线馈电,天线的一端与同轴线的内导体相连，另一端则处于自由状态。
螺旋天线示意图如图1所示:图1、螺旋天线四、设计参数:中心频率f=4GHｚλ=75mｍ螺旋导体的半径ｄ＝0．15λ=１1.２5ｍm螺旋线导线半径a=０．5ｍm螺距s－0.２λ=1５mm圈数N=7轴向长度ｌ=Ns五、设计步骤在HFSS建立的模型中，关键是画出螺旋线模型。
画螺旋线,现说明螺旋线模型的创建。
求解类型设置与上两个设计一样，材料为copper，模型单位为mｍ，螺旋线的创建如下。
点击Draw>Circle，输入圆的中心坐标。
X:11.2５Y：0 Z:０,按回车键结束。
输入圆的半径dX:０.5 ｄY:0 dZ:0 按回车键结束输入。
在特性窗口中将Ａxis改为Ｙ。
点击确认。
选中该ciｒcle。
点击Drａw>Ｈeliｘ，输入X:0 Ｙ：0 Z：-7.5,按回车键结束输入,输入ｄX:０dＹ:0 ｄZ;100按回车键，在弹出的窗口中，ＴurｎDirectiｏns:Ｒigｈt Haｎd Ｐitch:１5(mm) Ｔunｓ:7 Ｒaｄius ｃhange per Tuｒn:0点击OK。
在特性窗口中选择Atｔｒｉbutｅ标签，将名字改为Heｌix。
建立螺旋天线与同轴线相连的连接杆ring。
点击Draw>Cyliｄer,创建圆柱模型。
输入坐标为X：11.2５Ｙ:0 Ｚ;0 ，按回车键结束输入，输入半径dＸ:0.５dY:0 dZ:0 ，按回车键结束输入，输入圆柱长度dX;０dY:０ｄＺ:-3,按回车键结束输入，在特性窗口中选择Attribute选项卡，将名字改为riｎｇ,点击确定。
HFSS软件在天线仿真分析与优化中的应用
HFSS软件在天线仿真分析与优化中的应用朱秀娥【期刊名称】《《福建师大福清分校学报》》【年(卷),期】2019(000)005【总页数】6页(P39-44)【关键词】天线仿真; HFSS软件; 优化; 八木天线; 平面螺旋天线【作者】朱秀娥【作者单位】福建师范大学协和学院信息技术系福建福州 350117【正文语种】中文【中图分类】TN82天线作为无线电系统的耳目，在通信工程、电磁分析中是不可或缺的部分，对天线进行理论分析和实际应用是电子信息工程、通信工程等专业的学生必须具备的能力[1-3].由于硬件教学条件的限制，天线课程的教学主要以理论知识传授为主，根据麦克斯韦方程的求解推导出一系列的公式和结论出来，教学过程枯燥，学生兴趣点不高，且结果不够直观.为了增强学生的学习氛围并更好地掌握课堂知识，在天线的课堂上可以引入HFSS 仿真软件平台，使用HFSS 仿真软件不仅可以模拟和分析各种类型的天线，还可以在天线的设计与优化中起到重要的作用，它是学习天线和电磁场相关课程不可缺少的软件.论文提出将HFSS 软件引入天线课的课堂中，通过对八木天线和平面螺旋天线的分析与优化设计，介绍HFSS 仿真软件的使用过程和在具体天线中的参数优化设计，使大家对天线的性能参数有更深层次的理解；并且该软件在微波及相关电磁场分析中都可以得到充分的运用.1 HFSS 软件简介HFSS 软件是一款三维电磁场仿真软件.切向矢量有限元法可用于解决任何三维射频和微波器件的电磁场分布.利用HFSS 可以为天线和天线阵列提供全面的仿真分析和优化设计，其适用范围包括面天线、波导、线天线、天线阵列、雷达反射截面等几方面.准确计算天线的各种参数，包括2D、3D 的远场辐射方向图、天线增益、方向系数、轴比、天线阻抗、电压驻波比、S 参数等.工程实践表明，HFSS 软件的仿真结果与真实天线的实测结果基本吻合[4].由于真实天线的制作与测试耗时长、费用高，而借助电磁仿真技术可节约设计成本、提高设计精度和效率[4].通过HFSS 仿真软件的学习，可以让学生对天线的设计分析与优化有直观的视觉认识，反之，学会了HFSS 软件的使用方法，也可以进一步促进学生对天线理论知识的认知，为他们今后从事相关工作打好基础.2 基于HFSS 仿真软件的天线实验实例分析设计在理解典型天线的理论方法和设计方法的基础上，利用HFSS 软件对工作中心频率为1GHz 的引向天线的仿真分析与优化设计和工作中心频率为3GHz 的平面螺旋天线的仿真分析，并对仿真结果进行分析、比较，进一步加深对天线基本理论的理解，对天线的性能参数有直观的认识.2.1 引向天线的HFSS 仿真分析与优化该天线又称八木天线，是由日本八木和宇田在1927 年发明的.它作为一种经典天线，被广泛应用于无线通信，通常由一个有源振子、一个反射器和几个平行排列的引向器构成.八木天线可以看成是由长度接近于半个波长的对称振子组成的天线阵，因此可得到比单个半波振子更强的方向性.引向天线的结构图如图1所示.该模型中Z 轴为天线阵列的阵轴，并包含4个引向振子.要求工作的中心频率为1GHz，波长为300mm，依据该天线的理论分析，设置相关参量大小为：反射振子的半轴长度为75mm；有源振子的半轴长度为65mm；引向振子的长度为54mm；引向天线的振子半径为2.5mm；反射振子与有源振子之间的间距为48mm，引向振子与有源振子之间的间距以及各引向振子之间的间距均为50mm.图1 引向天线建模结构图在计算辐射特性时，HFSS 软件模拟实际的自由空间，类似于将天线放置在微波暗室中.从理论上讲，从暗室中的天线辐射的能量不应该反射回来.它吸收天线辐射的能量，并提供计算远场的数据.在引向天线模型中的外围的圆柱形盒子就相当于这个暗室.空气盒子的设置有两个关键：一个是形状，一个是大小.形状要求反射尽可能低，然后空气盒子的表面应平行于模型表面，以使来自天线辐射出来的电磁波尽可能垂直地入射到空气盒子的内表面，尽可能防止反射的发生.从理论上讲，盒子尺寸越大那么就越接近于理想自由空间，如果盒子尺寸是无限大的，那么模型就处在一个理想自由空间中，可是空气盒子越大，则计算量越大越难，仿真越慢.一般而言，要求空气盒子距离天线的最近辐射面的距离大于等于1/4 波长.论文中两个例子的空气盒子采用的形状都是圆柱形的.本例子中的引向天线的空气盒子的半径为160mm，高度为450mm.首先要验证仿真结果的正确性，在Project工作区中选中Result 项→Solution→Data →Convergence，view 选择plot，看是否收敛到红线以下，假如未收敛到红线以下，需重新仿真，假如收敛，才可以按照以下步骤进一步查看结果.图2 引向天线仿真结果正确性的验证图天线的频带特性可以通过查看激励端口S11 的扫频分析结果和电压驻波比来得到.回波损耗S11 和电压驻波比VSWR 可以通过公式直接换算，所以S11 参数和电压驻波比VSWR 只需要分析一种参数即可.论文选择观察回波损耗S11.在天线领域，通常只要求研究输入端口的散射情况，即输入端口的反射功率和入射功率的比值，S11 越小，则反射系数就越小，功率利用率则越高.下图是本例引向天线的S11 参数的扫频曲线.端口阻抗设置为50Ω.图3 引向天线回波损耗的扫频曲线从图中所示天线的S11 参数的扫频曲线可以看出，该天线阵的谐振点为0.95GHz.这与我们预期的中心工作频率1GHz 仍有一定的差距，因此我们需要对设计进行优化，以达到天线谐振频率为1GHz 的要求.根据八木天线的原理和经验，八木天线的谐振频率主要由有源振子的长度L0 决定，另一方面反射器与有源振子的距离dR 也影响着天线频带特性.因此，在进行优化之前，应该扫描和分析这两个参数，以获得它们对天线谐振频率的影响关系.然后有针对性地进行优化设计.但当其他变量固定时，反射器与有源振子两者的间距dR 对天线的谐振频率的影响不大[6].所以论文仅扫描分析有源振子的长度L0对天线频带特性的影响.八木天线的谐振频率与有源振子的长度密切相关，当L0 为65mm 的时候，其谐振频率为0.95GHz 左右，因此想将谐振频率提高到1GHz，应该减少有源振子的长度，在指定L0为优化变量的前提下，在HFSS 软件中，添加优化设置，如图4 和图5 所示，利用HFSS 软件的优化设计功能，对变量L0 进行扫描和分析，得到如下图6 优化结果.图4 优化设置1图5 优化设置2图6 优化分析结果数据从上图可见，HFSS 的优化设计一共进行了20 次的迭代计算，其中第9 次的迭代计算的目标函数S11 的数值最小，为13.245dB，此时对应变量L0 的值为62.700mm.在优化结果中应用参数并查看优化的S11参数指标.从图7 可以看出，S11 的最小值位于1GHz 处，最小值为13.2dB，并且实现了引向天线在1GHz 时发生谐振，满足了设计要求.图7 优化后的引向天线的S11 参数扫频曲线根据优化数据，重新使用HFSS 软件对引向天线进行仿真，可以获得该天线阵的回波损耗（S11）、输入阻抗（Zin）及远场区的3D方向图、2D 方向图等.各个参数的仿真结果如图所示.从图8、图9、图10 可以看出八木天线的最大辐射方向矢沿着天线的轴向，所以该天线是属于端射型天线的一种，且八木天线的前后比高，绝大多数磁场能量都被反射振子反射到轴线前端.其最大辐射方向的增益为11.1dB.另外从图11 中可以得到天线阵的输入端阻抗为33.64+j8.89Ω.图8 以dB 为单位的三维方向图图9 以倍数为单位的三维方向图图10 以分贝为单位的二维方向图图11 引向天线的阻抗特性曲线2.2 平面螺旋天线的HFSS 仿真分析在现代通信中，通常要求天线具有更宽的工作频带特性甚至要求是多模通信，因此通常希望天线的特性在宽频带上保持恒定.具有10∶1 或有更宽频带带宽的天线称为非频变天线.平面等角螺旋天线就是一种非频变天线，其两个等角螺旋臂上电流在经过一个波长的臂长后，能够迅速减少，那么其有效作用区在周长约为一个波长的范围内，该特性符合终端效应弱的条件，并且能够形成非频变特性.其上限频率由螺旋臂的起始半径决定，其下限频率由螺旋臂的最大半径决定.平面螺旋天线建模结构图如图12 所示.其中空气盒子的半径为50mm，高度为100mm，关于原点中心对称.圆柱形的介质基板的材料为硅，半径为20mm，高度为1mm.生成的两个螺旋臂的曲线方程坐标分别为：图12 平面螺旋天线模型结构图在HFSS 软件中建模后仿真计算可得到如下结果图.图13 平面螺旋天线S11 参数的扫频曲线从回波损耗的变化趋势可以看出，随着平面螺旋天线工作频率的增大，S11 参数的变化趋势是减小的，因为频率越高，有效半径越小，末端的截断效应损失越少，相应的回波损耗也就越小.图14 平面螺旋天线的阻抗特性曲线从图14 可以看出，平面螺旋天线在中心频率为1.7GHz 和2.6GHz 的谐振点工作.在这两个谐振点上，输入阻抗是纯电阻，这有利于天线输入的阻抗匹配.但是在并联谐振点1.7GHz 附近时，其输入阻抗太大，不利于天线的能量传播，所以通常选择在2.6GHz 左右.由于平面螺旋天线的性能参数跟螺旋臂的生成参数紧密相关，不再详细介绍其优化过程.从图15、16 可以直观清晰地看出，在不同的频率的信号作用下，平面螺旋天线的有效作用区的变化趋势，频率越高，则其有效作用区越接近中心点，频率越低，则其有效作用区越远离中心点，其末端截断后的损耗也就越大.天线表面电流在通过有效作用区域后迅速衰减，有效作用区域在距离中心点的周长为一个波长的区域. 图15 3GHz 时的天线表面电流分布图16 1GHz 时的天线表面电流分布3 结语通过上面两种不同天线的分析可以得出利用HFSS 仿真软件可以很好地、很直观地、很具体地分析天线的一些性能参数，包括回波损耗、阻抗特性、远场区的三维方向图和二维方向图、天线表面电流分布图等.对于结构上造成的工作中心频率有所偏差的问题也可以通过结构参数优化的办法得以改善.这从很大程度上帮助学生以及工程人员对理论性极强、分析极其复杂的天线系统的理解，在现实的天线的设计分析中也有重要的意义.【相关文献】[1] 高建平,屈乐乐,杨天虹.电磁波工程基础[M].北京：北京航空航天大学出版社,2015.[2] 陈波,王志敏,杨峰.电磁场与波课程中天线教学创新实验设计[J].实验科学与技术,2011,9(2)：19-21+90.[3] 刘亮元,贺达红.电磁场与电磁波仿真实验教学[J].实验室研究与探索,2010,29(5)：30-32.[4] 屈乐乐,杨天虹.基于HFSS 仿真软件的天线实验课程研究[J].实验技术与管理2016,33(7)：129-132.[5] 侯维娜,邵建兴.Anosoft HFSS 仿真软件在天线教学实践中的应用[J].数字通信,2009,19(4)：87-89.[6] 冯奎胜,李娜，等.Ansoft HFSS 入门教程与仿真实例[M].北京：电子工业出版社,2013.[7] 李莉.天线与电波传播[M].北京：科学出版社,2013.。
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3、该方向图是否可以足够满足定位需求，建议后续结合业务容量、距离进行测试。
螺旋天线方向图：水平全向，和室分天线类似
IBEACON仿真结果：
1.2cm*2cm地板（2.4G）
沿y轴放置的ibeacon天线，方向图为y轴零点的面包圈。增益1.3dB。
2.大地板（2.4G）
方向图为y轴仍为零点。随着地板增大，ibeacon天线辐射偏向了地板方向，出现3个副瓣，端口匹配容易，增益增大为3.5dB。
反射系数（驻波）和耦合系数：
不圆度：m1-m2=0.7744
增益（0.92GHz）
加载线圈：
无线圈：
总结：
不圆度指标可在1dB内；
驻波和耦合是难点；
把螺旋天线内置在天线罩中，耦合增强，但对位置敏感，需要和室分天线联合调参。
Hale Waihona Puke fpc-induce2good
天线变小了
反射系数（驻波）和耦合系数：940MHz
3.室分天线+螺旋天线+IBEACON（2.4G）
室分天线和ibeacon的方向图
Theta=30,60时的方向图
其中，端口1是室分天线，端口2是螺旋天线，端口3是ibeacon天线。
Ibeacon方向图基本和2类似，增益有所损失。
总结：
1、Ibeacon天线会偏向相反方向辐射，且有3个明显的副瓣，最大增益和最小增益差4dB。天线尺寸小，方向图较难控制。
不圆度：m1-m2=0.7444
940Mhz端口损耗=1.2023-（-1.4088）=2.6111dB
S11=-9.3256dB,P:0.116799235S21=-4.7591dB,P:0.334264303
GAIN-REALIZEDGAIN=1-|S11|-|S21|=0.548953998=-2.604640473dB吻合!