共形微带天线仿真与设计

微带天线仿真设计(5)汇总

太原理工大学现代科技学院微波技术与天线课程设计设计题目：微带天线仿真设计（5）专业班级学号姓名指导老师专业班级学号姓名成绩设计题目：微带天线仿真设计（5）一、设计目的：通过仿真了解微带天线设计二、设计原理： 1、微带天线的结构微带天线是由一块厚度远小于波长的介质板（成为介质基片）和（用印刷电路或微波集成技术）覆盖在他的两面上的金属片构成的，其中完全覆盖介质板一片称为接触板，而尺寸可以和波长想比拟的另一片称为辐射元。

微带天线的馈电方式分为两种，如图所示。

一种是侧面馈电，也就是馈电网络与辐射元刻制在同一表面；另一种是底馈，就是以同轴线的外导体直接与接地板相连，内导体穿过接地板和介质基片与辐射元相接。

微带天线的馈电（a ）侧馈（b ）底馈 2、微带天线的辐射原理用传输线模分析法介绍矩形微带天线的辐射原理。

矩形贴片天线如图： ……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………设辐射元的长为L，宽为ω，介质基片的厚度为h。

现将辐射元、介质基片和接地板视为一段长为L的微带传输线，在传输线的两端断开形成开路，根据微带传输线的理论，由于基片厚度h<<λ，场沿h方向均匀分布。

在最简单的情况下，场沿宽度ω方向也没有变化，而仅在长度方向（L≈λ/2)有变化。

在开路两端的电场均可以分解为相对于接地板的垂直分量和水平分量，两垂直分量方向相反，水平分量方向相同，因而在垂直于接地板的方向，两水平分量电场所产生的远区场同向叠加，而两垂直分量所产生的场反相相消。

因此，两开路端的水平分量可以等效为无限大平面上同相激励的两个缝隙，缝的电场方向与长边垂直，并沿长边ω均匀分布。

缝的宽度△L≈h，长度为ω，两缝间距为L≈λ/2。

这就是说，微带天线的辐射可以等效为有两个缝隙所组成的二元阵列。

经过查阅资料，可以知道微带天线的波瓣较宽，方向系数较低，这正是微带天线的缺点，除此之外，微带天线的缺点还有频带窄、损耗大、交叉极化大、单个微带天线的功率容量小等.在这个课设中，借助EDA仿真软件Ansoft HFSS进行设计和仿真。

微带天线设计与仿真ADS

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微波电路与系统仿真实验报告（第三次）
一、实验名称：微带天线设计与仿真
二、实验技术指标：
1.频率：3GHz附近
2.陶瓷基片：介电常数εr＝9.8 厚度h＝1.27mm
3.输入阻抗：50Ω
三、报告日期：2011年10 月13 日
四、报告页数：共5 页
五、报告内容：
1.电路原理图（原理图应标明变量名称的含义，可用文字表述或画图说明）
2.电路图（利用ADS创建的电路图，可用屏幕截图）
这是微带天线未匹配的结构图：
这是输入匹配电路的原理图：
3.仿真结果（可用图形或数据显示）
这是未加入匹配电路的仿真结果：
4.布局图
这是加入匹配电路之后的布局图：
5.优化方法和优化目标（可用屏幕截图）
6.优化之后的电路图和仿真结果
优化之后的仿真结果之一：S11
方向图：
增益与方向性系数以及效率：
六、仿真结果分析
可以看出，微带天线的设计主要是参数的调节和匹配网络的优化，较小的反射系数可以使天线的效率更高，增益更大。

微带天线在半空间具有较好的全向性，但是增益低。

签名：赵翔
日期：2010年10月13日
1页。

X波段的圆极化微带共形阵天线的仿真与设计

X波段的圆极化微带共形阵天线的仿真与设计裴畔;丁永红;尤文斌;马铁华【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2016(24)10【摘要】为了满足X频段机载雷达天线的指标要求,使得矩形平面天线与柱面共形,通过并联侧馈方式进行馈电;在微带共形阵天线的相关理论基础上,阵元采用介电常数2.2,厚度为0.5 mm的介质基板;通过HFSS12对微带共形阵天线进行仿真设计并优化;实验结果表明,在X波段内实现了方位面的全向扫描,实测阻抗带宽为9.80～10.20 GHz,最大增益可达10 dB,全向辐射性能稳定,满足了指标要求.【总页数】3页(P230-232)【作者】裴畔;丁永红;尤文斌;马铁华【作者单位】中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,太原030051;中北大学电子测试技术国家重点实验室,太原030051;中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,太原030051;中北大学电子测试技术国家重点实验室,太原030051;中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,太原030051;中北大学电子测试技术国家重点实验室,太原030051;中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,太原030051;中北大学电子测试技术国家重点实验室,太原030051【正文语种】中文【中图分类】TN822【相关文献】1.一种宽带X波段LTCC圆极化微带天线的设计 [J], 吴同庆2.X波段双圆极化喇叭天线的设计与仿真 [J], 齐健3.基于HFSS的小型圆极化GPS微带天线设计与仿真 [J], 赵一飞;杨阳;杨洪亮;赵益民4.X波段宽带圆极化微带天线的设计与仿真 [J], 官伟;金谋平5.X波段宽带圆极化微带天线的设计 [J], 邵晓亮;邹永庆因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

实验三微带天线仿真场分析

实验三微带天线仿真场分析引言：微带天线是一种采用微带线作为传输介质的天线，具有结构简单、成本低、易于制造等优点。

它在通信系统、雷达系统和无线通信等领域中得到广泛应用。

本实验旨在通过仿真工具对微带天线的工作原理进行深入研究，并利用仿真场对其性能进行分析。

一、微带天线的工作原理微带天线的工作原理是基于微带线上的电磁波传播。

微带天线由一个微带贴片和一个接地平面组成，微带贴片在微带线上形成驻波，而且驻波的谐振频率与贴片的尺寸、介质特性以及微带线自身的特性有关。

具体过程如下：1.驻波产生：微带天线通过电源将电能传送到微带贴片上，形成一定的电流分布。

这个电流分布会在贴片和接地平面之间形成一个驻波，使得能量集中在驻波点上。

2.辐射机制：在微带贴片上产生的驻波会产生电场和磁场，从而形成电磁波的辐射。

微带天线的辐射主要来自于贴片和接地之间的电场和磁场的耦合。

二、仿真工具及方法介绍本实验采用电磁场仿真软件CST Studio Suite对微带天线的性能进行分析。

CST Studio Suite是一款广泛应用于电磁场仿真的软件，具有较高的准确性和较强的仿真能力。

实验步骤：1. 建立模型：通过CST Studio Suite软件中的模型创建工具，建立微带天线的三维模型。

在建立模型时，需要设置微带天线的贴片尺寸、介质参数以及微带线的参数等。

2.引入激励：设置微带天线的激励方式，如电流激励或者电压激励。

在仿真中，可以选择合适的激励方式以及频率，对微带天线进行激励。

3.开启仿真：设置仿真场的参数，如频率范围、网格划分等。

通过点击仿真按钮，即可开始仿真过程。

仿真后，软件会给出微带天线的各种性能参数，如辐射远场图、辐射功率等。

4.结果分析与优化：根据仿真结果进行分析和优化。

如根据辐射远场图分析微带天线的辐射方向、辐射范围等。

根据辐射功率进行性能优化。

实验结果与分析：通过CST Studio Suite软件进行微带天线的仿真，可以得到以下结果：1.辐射远场图：通过仿真结果可以得到微带天线的辐射远场图，从而分析微带天线的辐射方向、辐射范围等信息。

微波微带共形天线仿真分析与设计

微波微带共形天线仿真分析与设计王舟;金红军【摘要】目前,微波天线已经不能满足各类飞行器对天线的发展要求,而微带天线具有重量轻、体积小、易于共形的特点成为了研究热点.针对这一问题,提出了一种中心频率4.3 GHz、带宽200 MHz、2×2的高增益宽带微带天线的设计方法,并给出设计参数进行了HFSS软件仿真分析.仿真结果表明:在4.2~4.4 GHz频带范围内驻波比小于2,最大增益12.9 dB,半功率波束宽度为53°,具有良好的方向性,满足飞行器天线的设计要求.%At present, microwave antenna could hardly meet the requirements of various aircrafts for antenna development, and microstrip antennas become the focus of research for their light weight, small size and easy conforming. To solve this problem, the design method of high gain broadband microstrip antenna with center frequency of 4.3 GHz, bandwidth of 200 MHz and 2 * 2 is proposed, and the design parameters are analyzed with HFSS software. The simulation results indicate that in the 4.2~4.4 GHz band, the resident Bobbi is less than 2, the maximum gain 12.9 dB, and the half power beam width 53 degrees, and this proposed design has fairly good directivity and could meet the design requirements of aircraft antenna.【期刊名称】《通信技术》【年(卷),期】2017(050)009【总页数】5页(P2114-2118)【关键词】微带天线阵;共形天线;宽频带;高增益【作者】王舟;金红军【作者单位】杭州电子科技大学电子信息学院,浙江杭州 310018;中国电子科技集团第五十研究所,上海 200331【正文语种】中文【中图分类】TN82Abstract:At present, microwave antenna could hardly meet the requirements of various aircrafts for antenna development, and microstrip antennas become the focus of research for their light weight, small size and easy conforming. To solve this problem, the design method of high gain broadband microstrip antenna with center frequency of 4.3 GHz, bandwidth of 200 MHz and 2 * 2 is proposed, and the design parameters are analyzed with HFSS software. The simulation results indicate that in the 4.2～4.4 GHz band, the resident Bobbi is less than 2, the maximum gain 12.9 dB, and the half power beam width 53 degrees, and this proposed design has fairly good directivity and could meet the design requirements of aircraft antenna.Key words:microstrip array antenna; conformal antenna; broadband; high gain随着飞行器技术的不断发展，对飞行器天线必然有更高的要求。

一种共形圆极化微带天线的设计

ｆｏｍｅｒｄ，ａｎｄｈｅｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｎｔａｅｎｎａｃａｒｉｅｔｒ ’ Ｓｒａｄｉｕｓｃｈｎｇａｅｏｎｈｅｔｎｔａｅｎｎａｉｓｎａａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｎｔａｅｎ－ｎａｈａｓａｄｖｎｔａａｇｅｓｏｆｓｉｍｐｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｌｏｗｐｒｏｉｆｌｅ，ａｎｄｇｏｏｄｃｉｒｃｕｌｒａｐｏｌａｉｚｒａｔｉｏｎｎｄａｇａｉｎｐｅｒｆｏｒ — ｍａｎｃｅｗｈｅｎｔｈｅｒａｄｉｕｓｉｓｌａｒｇｅｅｎｏｕｇｈ．ＴｈｅｎｔａｅｎｎａＣｎａｇｉｖｅｅｆｒｅｅｎｒｃｅｓｆｏｒｈｅｔｄｅｓｉｇｎｏｆｌｏｗｐｒｏｉｌｆｅ
波；在复杂气候条件下（雨、雾等），仍能满足通信需要。因此设计共形圆极化天线具有现实意义。
对于圆柱共形的圆极化微带天线，已有相关
研究。文献［６］和文献［７］分别研究和设计了柱面共形的圆极化天线阵列。由于载体曲率半径不同，天线性能有较大差异Ｊ。因此，有必要研究圆柱半径对圆极化共形天线性能的影响。本文首先设计了一种共面波导馈电的矩形缝
察敌方的各种线极化及椭圆极化方式的无线电

机载共型微带八木天线的设计方法

一种机载共形微带八木天线的设计方法路志勇宋长宏（中国电子科技集团公司第五十四研究所，石家庄 050081）Luzhiyong111@摘要：机载测控或通信系统的天线常常要求覆盖一定的空域范围，并且是不能突出机体的共形天线。

设该文给出了一种机载共形微带八木天线的设计方法，该天线不仅可实现与机体共形设计，而且可覆盖较低仰角，以弥补常规微带天线覆盖范围不足的缺陷。

文中给出了该天线的仿真结果和工程应用情况。

关键词：机载天线，共形天线，微带八木天线A Design Method of Airborne Conformal Microstrip Yagi AntennasLU Zhiyong，SONG Changhong（The 54th Research Institute of CETC，Shijiazhuang，050081，China）Abstract：The airborne antennas in communication or measurement and control systems are usually demanded to cover a certain space scope，and to be the conformal antennas in the airplane body. The paper provides a design method of airborne conformal microstrip Yagi antennas. The antenna can not only realize the conformal design，but also cover the lower elevation angle，in order to compensate the limited space scope by use of the common microstrip antenna. The paper gives the simulation results and how to use the antennas in practical engineering. Keywords：airborne antenna; conformal antenna; microstrip Yagi antenna1 引言机载测控或通信系统的天线常常要求覆盖一定的空域范围。

基于ADS的微带天线的设计与仿真

基于ADS的微带天线的设计与仿真前言平面倒F天线(PIFA,Planar Inverted F Antenna)主要应用在手机终端中，由于其体积小、重量轻、成本低、性能好，符合当前无线终端对天线的要求，因而得到广泛的应用，进行了许多研究工作。

先进设计系统(Advanced Design System)，简称ADS，是安捷伦科技有限公司(Agilent)为适应竞争形势，为了高效的进行产品研发生产，而设计开发的一款EDA软件。

软件迅速成为工业设计领域EDA软件的佼佼者，因其强大的功能、丰富的模板支持和高效准确的仿真能力（尤其在射频微波领域），而得到了广大IC设计工作者的支持。

ADS可以模拟整个信号通路，完成从电路到系统的各级仿真。

它把广泛的经过验证的射频、混合信号和电磁设计工具集成到一个灵活的环境中，包括从原理图到PCB 板图的各级仿真，当任何一级仿真结果不理想时，都可以回到原理图中重新进行优化，并进行再次仿真，直到仿真结果满意为止，保证了实际电路与仿真电路的一致性。

本设计通过ADS软件对微带天线进行设计，设计了平面倒F天线，即PIFA天线的设计以及利用Hilbert分型结构对天线小型化设计。

论文主要包括：PIFA天线的介绍，ADS软件的使用，PIFA天线的设计以及仿真，优化及结果分析等内容。

论文结构安排如下：第一章绪论；第二章FIFA天线原理及介绍；第三章ADS软件的使用；第四章PIFA天线的设计；第五章仿真优化及结果分析。

第一章介绍了本设计要解决的问题，提出了用ADS软件设计PIFA天线。

第二章详细介绍了PIFA天线的工作原理和Hilbert分型结构的原理。

第三章介绍本次设计主要用到的ADS 相关的功能。

第四章详细的介绍了设计的全过程。

第五章就仿真结果及进一步优化做了详尽的分析。

由于水平有限，设计难免存在漏洞和缺陷，欢迎批评指正。

摘要平面倒F天线(PIFA,Planar Inverted F Antenna)是一种常用的平面天线，平面倒F天线具有体积小，重量轻，低剖面，结构简单，易于加工制作等优点，因此被广泛应用于移动电话等移动通信终端设备上。

实验五微带天线设计

（4）用 ADS 仿真天线特性
四．ADS 仿真步骤： 1.新建一个工程，并命名 Patch,长度单位为 mm (1)打开新的 Degisn，命名为 patch_antenna
或者在工程开始界面中选 New Layout 快捷按钮
选择当前的 Layout 层位 cond 层
(2)创建贴片模型
单击工具栏中的矩形工具
（4）添加端口执行菜单命令【Insert】【Port 】执行菜单命令【Momentum】【Port Edit】,选择端口 1，设置端口参数
（5）S 参数仿真执行菜单命令【Momentum】【Simulation】【S-Parameters】，参数设置完成后，单击“Update”按钮，然后单击“Simulate”按钮，开始仿真
1 2
r
1 r
11
10
h
1 /
2
w
缝隙两端间有一辐射电导 Gs：
1
90
W 0
2
2
Gs
1 120
W 0
1 60
2
1 120
W 0
2
(w 0.350 ) (0.350 w 20 ) (w 20 )
开路端缝隙的等效导纳还有一电容部分。可用延伸长度Δl 来表示：哈默斯塔德
给出Δl 的经验公式如下：
r
归一化方向性因子 F ( ,) f ( ,) fmax
（2）E 面和 H 面方向图工程上常采用通过最大辐射方向的两个正交平面上的剖面图来描述天线的方
向图。这两个相互正交的平面称之为主面，对于线极化天线来说通常取为 E 面和 H 面。
E 面：指通过天线最大辐射方向并平行于电场矢量的平面。 H 面：指通过天线最大辐射方向并平行于磁场矢量的平面。（3）主瓣宽度方向图主瓣上两个半功率点之间的夹角，记为 2θ0.5。又称为半功率波束宽度或 3dB 波束宽度。一般情况下，天线的 E 面和 H 面方向图的主瓣宽度不等，可分别记为 2θ0.5E 和 2θ0.5H。可以描述天线波束在空间的覆盖范围，主瓣瓣宽越窄，则方向性越好，抗干扰能力越强。

超宽带微带天线的仿真与设计

超宽带微带天线的仿真与设计摘要：天线是无线电系统组成中必需的组件，它是接收以及辐射无线电波的装置。

超宽带（Ultra Wide Band，UWB）技术是一种近几年发展迅速的无线通信技术，也被叫做UWB技术。

它通过接收和发送极窄的脉冲来完成数据的传输，并且信号的带宽达到了GHz级别。

本文在阐述相关理论基础上，从一款天线入手，经过加载缝隙或者开槽设计了一种通过微带线馈电的超宽带天线。

通过使用电磁仿真软件HFSS对天线仿真，得到天线的S11、VSWR、极化方向图等参数。

并且验证了该天线覆盖的频段满足超宽带天线的设计要求。

关键字：超宽带技术；微带天线；仿真1 引言随着科学技术的不断进步，无线通信领域也随之快速发展。

无线频谱的资源是有限的，但是，人们对通信系统要求却日益增加。

因此，将可用频带拓宽就变得十分重要，而UWB技术的各种特性可以很好地解决这些问题，所以对超宽带天线的研究就变得非常有意义。

最初出现的超宽带无线电技术可以追溯到1960年左右，它当时主要是被应用于雷达检测、精确定位等其他领域，并不像当前的超宽带无线电技术被广泛地运用在通信领域。

美国国防部于1989年首次使用“超宽带”这个术语。

1992年，美国联邦通信委员会通过了一项议案。

该项议案重新定义了“超宽带”，并将3.1GHz到10.6GHz间的频段分配给了通信系统使用，允许了“超宽带”技术进入民用领域。

在此之前，该技术只有军方才能使用。

超宽带的定义方式分为绝对带宽和相对带宽两种，公式如下绝对带宽：BW=（1.1）相对带宽：（1.2）与分别表示-10dB带宽的上、下截止频率。

2基础理论概述2.1超宽带天线的性能参数下面介绍能够表征超宽带天线的一些常用性能参数，例如带宽、增益、极化等。

极化：天线的极化通俗来说指的天线工作时电流前进的方向，主要可以分为线极化和圆极化两种。

带宽：天线工作时所对应的频率范围就是天线的带宽。

一般情况下可以分为以下三种，分别是输入阻抗带宽、方向图带宽和相对带宽。

微带天线的hfss仿真设计实验内容

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一种L型探针馈电的微带共形天线设计

Science &Technology Vision 科技视界0引言共形天线作为机载天线的一种重要形式,必须具有体积小、剖面低、可探测性低、抗损伤性高等特点,因此能够用作共形天线的天线形式主要有各种微带和缝隙天线(也有其它形式但比较少)。

而缝隙天线主要是在平板、圆筒或圆柱等结构上直接开槽的一种天线形式,优点是结构简单,但同时也存在着频带窄,在大功率时容易击穿等缺点。

相比较起来则是微带天线作为共形天线更为常见。

微带天线是一种由薄介质基片,其上用金属沉积矩形、圆形或其他几何形状的辐射元,而背面贴以金属接地板的天线。

本文提出的L 型探针的馈电方式,使这种微带天线具有结构紧凑、剖面低、辐射效率高、易与载体共形等优点。

1设计原理1.1L 型馈电探针的原理该结构相当于空气介质基板的微带贴片天线。

天线辐射机理为[1]:L 型探针的垂直部分产生感抗,水平部分和贴片之间产生容抗,两者相消产生谐振,使天线呈现宽频带或者多频带。

通过与同轴电缆相连,L 型探针上将存在交变电场,电场方向为探针水平臂所指方向,交变电场将引起变化的磁场,磁场方向与电场方向垂直。

当磁力线垂直穿过贴片时,又将产生变化的电场。

这种变化的电磁场经过金属底板的反射后辐射出去。

1.2微带天线小型化的技术1.2.1辐射贴片开槽研究发现,对辐射贴片进行开槽,贴片表面电流的路径将发生弯曲,导致有效路径变长。

因此,在贴片几何尺寸保持不变的情况下,采用开槽贴片可以增大天线有效长度,降低天线的谐振频率,从而实现天线小型化。

不过,辐射贴片表面开槽也有相应的缺点。

天线表面开槽后会有垂直于主激发面电流的额外电流分布。

导致天线的辐射效率变差。

而且由于表面开槽使天线的辐射面积减小,从而导致天线的增益下降[2]1.2.2加载短路探针文献[3]介绍了改变短路探针的数量和短路探针之间相互的位置关系可以调整短路微带天线的谐振频率。

也就是说,在微带天线的辐射贴片和接地板之间可以加载几个短路探针,通过调整短路探针之间的位置关系,可以得到谐振频率的最小值,以此实现微带天线的小型化。

实验一：微带天线的设计与仿真

实验一：微带天线的设计与仿真一、实验步骤、仿真结果分析及优化1、原理分析：本微带天线采用矩形微带贴片来进行设计。

假设要设计一个在2.5GHz 附近工作的微带天线。

我采用的介质基片，εr= 9.8, h=1.27mm 。

理由是它的介电系数和厚度适中，在2.5GHz 附近能达到较高的天线效率。

并且带宽相对较高。

由公式：2/1212-⎪⎭⎫ ⎝⎛+=r r f cW ε=25.82mm贴片宽度经计算为25.82mm 。

2/11212121-⎪⎭⎫ ⎝⎛+-++=w h r r e εεε=8.889；()()()()8.0/258.0264.0/3.0412.0+-++=∆h w h w hle e εε ∆l=0.543mm ；可以得到矩形贴片长度为：l f c L er ∆-=22ε=18.08mm馈电点距上边角的距离z 计算如下：)2(cos 2)(cos 2)(501022z R z Gz Y er in ⨯===λεπβ22090W R r λ=（0λ<<W 条件下）得到：z=8.5966mm利用ADS 自带的计算传输线的软件LineCalc 来计算传输线的宽度，设置如下：计算结果：在这类介质板上，2.5GHz 时候50Ω传输线的宽度为1.212mm 。

2、计算基于ADS 系统的一个比较大的弱点：计算仿真速度慢。

特别是在layout 下的速度令人无法承受，所以先在sonnet 下来进行初步快速仿真。

判断计算值是否能符合事实。

sonnet 中的仿真电路图如下：S11图象如下：可见，按照公式计算出来的数据大致符合事实上模拟出来的结果。

但是发现中心频率发生了偏移，这主要是由于公式中很多的近似引起的。

主要的近似是下面公式引起22090W R r λ=（0λ<<W 条件下）因为计算的时候没有符合0λ<<W 的条件（W=25.82mm ，而λ0＝120mm ，相对之下，它们间的差距不是非常大），因此会引起和事实的不符。

实验三微带天线的仿真设计与优化

实验三微带天线的仿真设计与优化一、设计目标设计一个谐振频率为2.45GHz的微带天线，讨论微带贴片的尺寸对谐振频率的影响，并分析馈电点位置对输入阻抗的影响，最后给出优化设计的天线尺寸和优化后的天线性能（给出S11、Smith圆图、E面增益方向图和三维增益方向图的仿真结果）。

二、设计步骤1、添加和定义设计变量：将天线的相应变量定义好，如图：2、设计建模（1）创建微带天线的模型：创建介质基片：创建一长方体模型用以表示介质基片，模型的底面位于xoy平面，中心位于坐标原点，设置模型的材质为“FR4_epoxy”、透明度为0.6、颜色为深绿色，并将其命名为“Substrate”;模型的长度、宽度和厚度分别为2*W0、2*L0和H（模型的顶点坐标设置为（-L0，-WO,0），在XSize、YSize和ZSize分别输入2*L0、2*W0和H）。

在z=plength的平面上创建一个中心位于z轴，长度和宽度用a1和b1表示的矩形面，并将其命名为Aperture，颜色设为深蓝色，顶点位置坐标为（-a1/2，-b1/2，plength）。

创建辐射贴片：在介质基片的上表面创建一个中心位于坐标原点，长度和宽度分别为W0和L0的矩形平面（顶点坐标设置为（-L0/2，-WO/2,H），在XSize和YSize分别输入L0和W0），设置模型的透明度为0.4、颜色为铜黄色，并将其命名为“Patch”。

创建参考地：在介质基片的底面创建一个中心位于坐标原点，大小与介质基片的底面相同的矩形面（顶点坐标设置为（-L0，-WO,0），在XSize和YSize分别输入2*L0、2*W0），设置模型的透明度为0.4、颜色为铜黄色，并将其命名为“GND”。

创建同轴馈线的内芯：创建一个圆柱体作为同轴馈线的内芯，圆柱体底部圆心位于X轴并且与坐标原点的距离为L1，半径为0.6mm,高度为H（圆心坐标（L1，0mm,0mm）,Radius为0.6mm,Height为H）,设置模型的材质为理想导体（“pec”）、颜色为铜黄色，并将其命名为“Feed”。

2024版CSTMWS教程共形天线建模专[1]

01
优化馈电结构和匹配网络；
02
进行全波仿真和参数优化。
03
关键技术：微带贴片天线设计、宽频带技术、高效率技术等。
22
案例二：偶极子阵列共形天线设计
2024/1/29
• 设计目标：实现宽波束、低副瓣、高增益的偶极子阵列共形天线设计。 23
案例二：偶极子阵列共形天线设计
设计步骤
设计单个偶极子天线单元；
2024/1/29
19
案例一：微带贴片共形天线设计
• 设计目标：实现低剖面、宽频带、高效率的微带贴片共形天线设计。
2024/1/29
20
案例一：微带贴片共形天线设计
设计步骤
选择合适的介质基板和贴片材料；
2024/1/29
根据设计指标确定贴片尺寸和形状；
21
案例一：微带贴片共形天线设计
2024/1/29
CSTMWS教程共形天线建模专
2024/1/29
1
目录
2024/1/29
• 共形天线基本概念与原理 • CST MWS软件介绍与操作基础 • 共形天线建模方法与技巧 • 仿真分析过程详解 • 案例实战：典型共形天线设计分析 • 总结与展望
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01 共形天线基本概念与原理
2024/1/29
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共形天线定义及特点
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案例三：复杂曲面载体上共形天线设计
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设计步骤
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分析载体曲面对天线性能的影响；
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选择合适的天线类型和布局方式；
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案例三：复杂曲面载体上共形天线设计
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01
优化天线结构和匹配网络；

实验六：微带天线设计与仿真

在下列窗口中可以看到各种天线仿真结果（如面电流分布）。
点击远场菜单“far field”,可有如下三维电场分布图，可见辐射场只在天线的上侧。
天线电流分布动画
11、枝节匹配法进入电路图设计窗口，将文件命名为pipei，选择元件列表中的将拖入窗口中，它代表天线的相关参数。利用前面学过的匹配原理可得到一个匹配网络。
⑴分别设置源和负载阻抗
⑵加入一段传输线，调整特性阻抗和电长度使源与负载间建立一个匹配线。
通过前面的匹配得到了该段传输线的特性阻抗为122Ω，电长度为830，通过 linecalc计算模块得到两端传输线的导带宽带和长度如下图。该段传输线之后可以在连接任意长度和特性阻抗为50的传输线代表输入天线的馈Monentum】→【Substrate】→ 【Create/Modify】，在弹出的菜单中设置基板基本参数，将”FreeSpace“重新命名为”Air”，将介质命名为FR4，并设置介质厚度为1.6mm，介电常数为4.4，以及损耗角正切为0.02，接地板不需设置，默认为”//////GND/////。如图
同理计算50Ω馈线的导带宽度和长度（可任意)。
得到的馈线参数结果
由得到的计算结果对前面的匹配电路图的两端传输线进行宽带和长度进行设置，然后进行仿真，观察匹配后的仿真结果。
可见匹配后的仿真图符合输入端反射损耗大于10dB要求，下面我们将得到的两端传输线创建到电路板图中去，实现微带天线的匹配，最后测试版图仿真结果。
辐射贴片
L
L
εr
h W
h
W △L L 辐射缝隙一般W的长度要小于L的长度，否则会产生高次模而导致场畸变。
微带天线的馈电方式： 1、微带线馈电 2、同轴线馈电 W

基于HFSS的微带天线线阵仿真

基于HFSS的微带天线线阵仿真本文将介绍基于HFSS（High Frequency Simulation Software）的微带天线线阵仿真。

我们将确定文章类型为议论文，围绕HFSS技术和微带天线线阵仿真展开论述。

在无线通信领域，微带天线作为一种常见的天线类型，具有体积小、易于集成、易于共形等特点，被广泛应用于各种无线设备中。

为了优化微带天线的性能，常常需要对天线进行仿真和设计。

其中，HFSS是一款广泛使用的三维电磁仿真软件，可以用于微带天线的设计和仿真。

我们来了解一下HFSS的基本原理。

HFSS是一款基于有限元方法的电磁仿真软件，通过建立三维模型，对电磁场进行数值计算和仿真。

使用HFSS进行微带天线线阵仿真时，我们需要建立天线的三维模型，设置材料属性、边界条件和激励源等参数，然后进行计算和后处理。

在微带天线线阵仿真中，选用HFSS技术的原因主要有以下几点。

HFSS 可以精确地模拟电磁场分布和天线性能。

HFSS具有强大的网格划分功能，可以对复杂的微带天线结构进行精确的建模和仿真。

HFSS还提供了丰富的数据处理和可视化工具，方便用户对仿真结果进行分析和优化。

在进行微带天线线阵仿真时，需要注意以下几点。

需要对微带天线线阵的结构进行仔细设计，确保天线的性能符合要求。

在设置材料属性和边界条件时，需要充分考虑天线的实际情况，保证仿真的准确性。

在仿真过程中，需要对计算时间和计算精度进行合理控制，以获得最佳的仿真效果。

通过使用HFSS进行微带天线线阵仿真，我们可以获得以下成果。

我们可以得到天线的辐射特性和阻抗特性等关键性能参数。

我们可以观察到电磁场的分布情况，以及天线在不同频率和不同方向上的性能表现。

我们可以根据仿真结果对天线进行优化设计，提高天线的性能指标，例如增益、波束宽度、交叉极化等。

基于HFSS的微带天线线阵仿真是一种有效的天线设计和优化方法。

通过使用HFSS进行仿真和分析，我们可以快速地获得天线的性能参数和电磁场分布情况，从而更好地理解微带天线的性能和设计要点。

微带全向共形天线设计的开题报告

微带全向共形天线设计的开题报告一、研究背景随着无线通信技术的发展，天线在无线通信中的作用越来越重要。

全向天线作为一种通用的天线类型，具有覆盖范围广、易于安装等优点，在无线通信领域中得到了广泛应用。

然而，传统的全向天线在频带宽度和天线尺寸方面存在一定限制。

为了解决这些问题，共形天线被提出，该类型天线可以在更小的物理尺寸内实现更广泛的带宽和更好的性能。

二、研究目的本文旨在设计一种新型的微带全向共形天线，以实现更高的工作频率范围和更好的性能。

具体目标如下：1. 设计出一种具有较大频带宽度和低回波损耗的共形全向天线。

2. 通过仿真分析来验证所设计天线的性能。

3. 对所设计的天线进行优化，提高其性能指标，以满足通信系统的需求。

三、研究内容和方法研究内容：1. 综述传统全向天线、共形天线和微带天线的相关研究成果。

2. 设计一种具有共形结构的微带全向天线，并利用电磁仿真软件对其性能进行仿真分析。

3. 优化所设计的天线的性能指标，在保证全向性的基础上，提高频带宽度和辐射效率等性能参数。

研究方法：1. 借助天线仿真软件CST Studio Suite进行电磁分析和天线设计。

2. 对所设计的天线进行场分布、回波损耗、辐射特性等方面的仿真分析，评估其工作性能。

3. 通过对天线的结构参数进行优化，实现所需的性能指标和参数。

四、研究意义和应用前景在通信系统中，全向天线作为一种通用的天线类型，被广泛应用于基站和移动终端等设备中。

传统的全向天线在频带宽度和天线尺寸方面存在一定限制，因此，共形天线作为一种新型的天线类型，逐渐得到了广泛的关注和研究。

而本文所设计的微带全向共形天线具有更广阔的工作频率范围、更高的辐射效率和更小的尺寸等优点，可以满足通信系统对天线的高性能和小型化的需求。

因此，该研究具有很高的实际应用价值和广阔的应用前景。

五、研究进度和计划安排目前，本文正在进行传统全向天线、共形天线和微带天线的综述工作，预计下一步在进行天线设计和仿真分析的基础上，对天线结构进行优化，最终完成微带全向共形天线的设计和制作，以验证其实际性能和应用价值。

微带天线设计与仿真

实验4 微带天线设计与仿真实验目的：1.了解矩形微带天线的技术指标和设计方法；2.掌握在ADS的Layout中进行射频电路设计的方法。

实验内容：4.1 微带天线的基础知识4.2 矩形微带天线的设计与仿真4.1 微带天线的基础知识1.微带天线简介微带天线的概念是在1953年提出来的，但在近30年才逐步发展起来，是一种新型天线。

微带贴片天线：在一个薄的介质板基材上，一面覆上金属薄层作为接地板，另一面采用蚀刻的办法做出各种形状的贴片，利用微带或同轴对贴片进行馈电。

微带缝隙天线：在接地板上开各种各样的槽，通过微带线进行馈电。

微带天线一般应用在1～50GHz频率范围，特殊的天线也可用于几十兆赫。

和常用微波天线相比，有如下优点：(1)体积小，重量轻，低剖面，能与载体(如飞行器)共形。

(2)电性能多样化。

不同设计的微带元，其最大辐射方向可以从边射到端射范围内调整；易于得到各种极化。

(3)易集成。

能和有源器件、电路集成为统一的组件。

2. 微带天线的主要技术指标●辐射方向图●方向性系数和天线增益●谐振频率处反射系数●天线效率●带宽●极化特性定义：在相同的辐射功率下，某天线在空间某点产生的电场强度的平方与理想无方向性点源天线（该天线的方向图为一球面）在同一点产生的电场强度平方的比值。

通常取最大辐射方向上的方向性系数作为天线的方向性系数。

定义：在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。

3. 微带天线设计思路①根据指标要求和基片参数计算相关参数，如贴片宽度、长度、馈电位置、馈线宽度等。

②在ADS的布局图窗口Layout中初次仿真。

③在原理图窗口Schematic中进行匹配。

④修改Layout，再次仿真，完成天线设计。

基片选择的理由是：陶瓷基片是比较常用的介质基片，其常用的厚度是h＝1.27mm，0.635mm，0.254mm。

其中1.27mm的基片有较高的天线效率，较宽的带宽以及较高的增益。

一种新型多频段共形微带天线的研究与设计

一种新型多频段共形微带天线的研究与设计税明月;姜兆能;李晓阳;梁庆;卢笑池;刘凡【摘要】文章提出了一种适用于无线通讯系统的新型多频段共形微带天线.该天线由2个对称的双 T 槽型微带贴片组成,并以圆柱为载体形成共形.该天线由同轴线馈电,采用HFSS软件仿真,通过调节天线尺寸的大小,改变天线谐振点的大小,从而控制在指定频率范围内谐振点的个数;当天线尺寸一定时,可通过改变馈电点的位置对不同频率模式进行激励或者抑制.仿真结果显示,在3～7 GHz频段内,该天线可以使得4个频段同时工作,其中心频点分别为4 .10 、5 .86 、6 .44 、6 .92 G Hz .该微带天线具有共形、四频段同时通信、易于小型化等特性,可以应用于不同通信系统中.%A novel multi-frequency conformal microstrip antenna is proposed for the wireless communi-cation system .This antenna is composed of two double T-slot microstrip patches and is mounted on a dielectric cylinder to form the conformal antenna .T he proposed antenna is fed by coaxial feed ,w hich is simulated by high frequency structure simulator (HFSS) software .By adjusting the sizes of the an-tenna ,the resonant frequencies can be changed .Therefore ,the number of resonant frequencies can be controlled in the given frequency range .When the antenna sizes arefixed ,adjusting the location of the feeding point can excite or suppress the resonant mode .The simulation results show that it can pro-vide quad-frequency to work at the same time under the bandwidth from 3 GHz to 7 GHz .The center frequencies of the quad-frequency are 4 .10 G Hz ,5 .86 G Hz ,6 .44 G Hz and 6 .92 G Hz ,respectively . The proposed antenna isconformal and easy to compact ,and achieves multi-frequency operation .It can be applied in a variety of communication systems .【期刊名称】《合肥工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(041)006【总页数】5页(P800-804)【关键词】微带天线;共形;多频段;无线通信【作者】税明月;姜兆能;李晓阳;梁庆;卢笑池;刘凡【作者单位】合肥工业大学电子科学与应用物理学院,安徽合肥 230009;合肥工业大学信息工程系,安徽宣城 242000;毫米波国家重点实验室,江苏南京 210096;合肥工业大学电子科学与应用物理学院,安徽合肥 230009;合肥工业大学电子科学与应用物理学院,安徽合肥 230009;合肥工业大学电子科学与应用物理学院,安徽合肥 230009;安徽动力源科技有限公司,安徽宣城 242199【正文语种】中文【中图分类】TN822.8无线通信中对小型天线的需求使得天线的小型化成为发展趋势。