cst喇叭天线
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。
喇叭天线
y=b/2,xz 面 z=0,xy 面
x=a/2,yz 面
H sin x sin t z ； H － H 0 sin x sin t z xt 0 2 2 h a h a a a H zt H 0 cos x cos t z a
H y x, y, z
n m
j m n m Emn cos x sin ye γz (10 94d ) 2 h a b a
j m n γz m H mn sin x cos ye 10 104b 2 h a b a n m m n γz m H x x, y, z 2 H mn sin x cos ye 10 104c a b a n m h n n γz m H y x, y, z 2 H mn cos x sin ye 10 104d b b a n m h E y x, y, z
E z x, y , z 0 n γz m H z x, y, z H mn cos x cos ye (10 103) a b n m j n n γz m Ex x, y, z 2 H mn cos x sin ye 10 104a h b b a n m
a=2b矩形波导中λc分布图
当λ>2a时，全部的模式被截止；当2a > λ>a时，只有TE10波存在，其它模 式被截止；当λ< a 时，才有其它模式存在，则当工作波长 a< λ<2a的条件 下。实现单模传输，而且单模传输的唯一模式就是TE10,模（矩形波导工作在 TE10单模传输情况下 ）。通常为了实现TE10模的单模传输选
浙江大学-电磁场与电磁波实验(第二次)
本科实验报告课程名称：电磁场与微波实验姓名：wzh学院：信息与电子工程学院专业：信息工程学号：xxxxxxxx指导教师：王子立选课时间：星期二9-10节2017年 6月17日CopyrightAs one member of Information Science and Electronic Engineering Institute of Zhejiang University, I sincerely hope this will enable you to acquire more time to do whatever you like instead of struggling on useless homework. All the content you can use as you like. I wish you will have a meaningful journey on your college life.——Wzh实验报告课程名称：电磁场与微波实验指导老师：王子立成绩：__________________实验名称： CST仿真、喇叭天线辐射特性测量实验类型：仿真和测量同组学生姓名：矩形波导馈电角锥喇叭天线CST仿真一、实验目的和要求1. 了解矩形波导馈电角锥喇叭天线理论分析与增益理论值基本原理。
2．熟悉 CST 软件的基本使用方法。
3．利用 CST 软件进行矩形波导馈电角锥喇叭天线设计和仿真。
二、实验内容和原理1. 喇叭天线概述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。
合理的选择喇叭尺寸，可以取得良好的辐射特性：相当尖锐的主瓣，较小副瓣和较高的增益。
因此喇叭天线在军事和民用上应用都非常广泛，是一种常见的测试用天线。
喇叭天线的基本形式是把矩形波导和圆波导的开口面逐渐扩展而形成的，由于是波导开口面的逐渐扩大，改善了波导与自由空间的匹配，使得波导中的反射系数小，即波导中传输的绝大部分能量由喇叭辐射出去，反射的能量很小。
圆波导喇叭天线的仿真与组阵.
圆波导喇叭天线的仿真与组阵【摘要】：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。
CST 目前是全球最大的纯电磁场仿真软件公司，提供完备的时域频域全波算法和高频算法，覆盖通信、国防、电子、电气、汽车、医疗和基础科学等领域。
利用CST 圆波导喇叭天线进行仿真与组阵，可以让我们更有效、方便地了解喇叭天线，对其特性作出判断。
关键词：CST；喇叭天线；仿真；组阵引言：传统的天线设计方法总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，由于一般的书本理论均建立在近似分析的基础上，故设计初只能得到计算理论上的模型，而后根据实际实验进一步调整设计，这样做不仅花费了大量的时间和精力，而且费用昂贵。
因此随着计算机技术的发展，采用现代计算机为基础的电磁场数值仿真、优化分析方法必将成为设计师的首要选择。
可求解任意三维射频器件的电磁场分布，可直接得到特征阻抗、传播系数、S 参数、辐射场、天线方向图等结果。
自适应网格抛分技术、快速扫频、全波spice 技术以及大矩阵快速压缩算法技术的应用大大提高了求解精度和速度。
一、圆波导喇叭天线介绍喇叭天线的基本形式是把矩形波导和圆波导的开口面逐渐扩展而形成的，由于波导开口面的逐渐扩大，改善了波导与自由空间的匹配，使得波导中的反射系数小，即波导中传输的绝大部分能量由喇叭辐射出去，反射的能量很小。
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，方向图也比较简单而容易控制，一般作为中等方向性天线。
频带宽、副瓣低和效率高的抛物反射面喇叭天线常用于微波中继通信。
合理的选择喇叭尺寸，可以取得良好的辐射特性：相当尖锐的主瓣，较小副瓣和较高的增益。
因此喇叭天线在军事和民用上应用都非常广泛，是一种常见的测试用天线。
图1 圆波导喇叭天线二、喇叭天线的发展和应用在微波波段，采用各种波导传输电磁波能量，常用的波导是矩形和圆形截面波导，也有用椭圆形截面波导的。
喇叭天线喇叭天线
一、课题背景电磁喇叭天线是最简单而常用的微波天线。
它的主要优点是结构简单，馈电简便，便于控制主面波束宽度和增益，频率特性好且损耗较小。
它由波导逐渐张开来形成，其作用是加强方向性，这与声学喇叭的原理相似。
若主模TE10的矩形波导的宽边尺寸扩展而窄边尺寸不变则称为H 面扇形喇叭；若窄边尺寸扩展而宽边尺寸不变，则称为E 面扇形喇叭；若矩形波导的两边尺寸都扩展，则称为角锥喇叭。
圆锥喇叭由载TE11模的圆形波导扩展而成。
可见喇叭天线起着将波导模转换为空间波的过渡作用，因而反射小，使其输入驻波比低且频带宽。
喇叭天线广泛用做各种反射面天线和透镜天线得到馈源，也用作微波中继站的独立天线和测试天线增益的标准天线。
(1)E 面扇形喇叭 (2)H 面扇形喇叭 (3)角锥喇叭 (4)圆锥喇叭图1 几种常见的喇叭天线喇叭天线就其结构来讲可以看成两大部分构成：一是波导部分，横截面有矩形，也有圆形；二是真正的喇叭天线部分。
波导部分相当于天线中的馈线，是提供喇叭天线信号和能量的部分。
喇叭天线可视为张开的波导。
喇叭的功能是在比波导更大的口径上产生均匀的相位波前，从而获得较高的定向性能。
矩形波导中的TE10模传输到波导和喇叭的口面时，口面上的波可以作为次级源再次辐射。
普通喇叭天线结构原理图如图2所示。
图2 喇叭天线结构辐射图T次 级源次级源二、喇叭天线尺寸计算2.1、公式推算本设计需要设计一个K 波段（18GHz-26.5GHz ），用WR-42矩形波导来馈电，最大增益大于15dB 的喇叭天线。
喇叭天线波导部分可百度查阅K 波段标准矩形波导尺寸得到，矩形波导的长度可选为 1.2*λ。
典型的角锥喇叭的尺寸如下图所示。
(1)几何结构(2)X-Y 面横截面(H 面)(3)Y-Z 面横截面(E 面)图3 角锥喇叭几何关系由[1]知H R 一定，有一最佳的喇叭口径宽度h a ，并发现其近似规律为H h R a λ3=(1)同理，E R 一定，有一最佳的喇叭口径宽度h b ，并发现其近似规律为H h R λ2b =(2)由图3(b)(c)根据相似三角形原理得：h H a aR R -=1(3) hE b bR R -=1(4) 224223432383ah a hhe G a e b G aa a πλπλ=+-(5) 直接求此4次方程的根相当复杂，但可以用数值计算的软件求解也可以用试凑法求解第一种近似解为G a h λ45.0=(6)喇叭天线的欧姆损失很小，因此其方向系数就是增益即a h h e b a G 24λπ=(7)设计步骤如下：1、用试凑法解出式(5)中的h a ，取51.0=a e 。
CST MS2010 L4 网格划分与材料
3. 最大与最小网格
• 最大网格由仿真的最大频率 对应的波长决定：
– 默认状态下每波长10个网格单 元 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
一个波长的划分
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薄板类型材料
• 电磁场可透射的模型 • 只能赋到2维面上：
– 薄板厚度作为电参数而非物理尺寸参数存在
• 频变的趋肤深度参数被包含到模型里 • 用来建模一些导电的材料薄板，如碳纤维板、表面金属 化的塑料板、天线罩等 • 与所使用计算资源多寡正相关的参数：
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在面上细分网格
• 未细分的面
• 网格细分后的面
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– 薄板的面积（网格数目） – 薄板厚度（趋肤深度的个数）
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薄板定义及其参数
• 相对介电常数 er • 相对磁导率 μr • 电导率 σ
– 随频变的参数
• 金属对于电磁场来说是不可穿透的 • 与频率相关的趋肤深度 • 实体金属被处理成“网格死区”： – 对其内部不进行计算 – 节约计算资源 • 可以观察到金属表面的表面电流 • 表面阻抗参数（Surface impedance (Z)） – 为与频率无关的参数模型 • 电导率（Conductivity (σ)） – 与频率相关的参数模型 • 相对磁导率 (μr)
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。
喇叭天线原理
喇叭天线原理The principle of a horn antenna involves the use of a flared opening to direct and focus radio frequency (RF) signals. 喇叭天线的原理是利用张开的开口来引导和集中无线电频率（RF）信号。
This type of antenna is commonly used in wireless communications, radar systems, and radio telescopes. 这种类型的天线通常用于无线通信、雷达系统和射电望远镜。
The design of the horn antenna allows for efficient transmission and reception of RF signals, making it an important component in many technological applications. 喇叭天线的设计能够有效地传输和接收RF信号，使其成为许多技术应用中重要的组成部分。
One of the key principles behind the operation of a horn antenna is the concept of impedance matching. 喇叭天线工作的关键原理之一是阻抗匹配的概念。
Impedance matching is the process of ensuring that the impedance of the antenna closely matches the impedance of the transmission line or the device it is connected to. 阻抗匹配是确保天线的阻抗与传输线或连接的设备的阻抗紧密匹配的过程。
微波仿真论坛_CST MWS 2
启动优化器
启动优化器（Ｓｏｌｖｅ－＞Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ Ｓｏｌｖｅｒ－＞Ｏｐｉｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ）
启动优化器
优化器窗口
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优化器设定－优化参数
选中优化器的优化参数页（Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ）
Ｆａｒｆｉｅｌｄ－特性参数（２）
在Ｆａｒｆｉｅｌｄ Ｐｌｏｔ中选择Ｇｅｎｅｒａｌ页，在绘图类型（Ｐｌｏｔ ｔｙｐｅ）中选择Ｐｏｌａｒ 并设置好绘图平面参数并确定，就可得到对应的极坐标方向图
绘图类型
绘图平面
Ｔｈｅｔａ＝９０°
绘图步长 （决定图线的光滑度）
Ｐｈｉ＝９０°
６８ 2004.09.28 CST MWS用户讲座 上海微系统所
选中ｏｆｆｓｅｔ变量，在Ｒｅｓｅｔ ｍｉｎ／ｍａｘ框中输入２０，并点击此按钮 统一设定参数 变化范围
毋需优化参数 需优化参数 最大／最小值 初始值 当前值 最佳值
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天线方向图 （与模型朝向一致）
Ｆａｒｆｉｅｌｄ
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方向性系数 辐射效率 等相关信息 China - Shanghai © CST
Ｆａｒｆｉｅｌｄ－特性参数（１）
可在“特性参数”窗口对Ｆａｒｆｉｅｌｄ结果的显示进行设置
８２ 2004.09.28 CST MWS用户讲座 上海微系统所 © CST China - Shanghai -
开始优化
开始优化时，系统会自动切换到信息页（Ｉｎｆｏ），显示优化进程中各种信息 其中有迭代次数，优化目标函数初始值，上次值和最佳值 其中“最优参数值”（Ｂｅｓｔ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｓｏ ｆａｒ），显示了当前的最优参数
喇叭天线基础理论(精)
2 喇叭天线基础理论2.1 喇叭天线的结构特点与分类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。
图2. 1 普通喇叭天线结构原理图矩形波导中能够传输的波形（或叫模式）一般表示成TE mn，其中第一个下标表示电场在宽边x方向上分布的半波长个数，第二个下标n表示电场在窄边y方向分布的半波长个数。
也表示电场在矩形波导中沿x，y方向上为驻波分布，z方向为行波分布，而且，m，n可以有一个为零，但不能同时为零，否则各横向电磁场量就全部变为零，导致H为一常数，相当于矩形波导中没有电磁波存在。
如下图所示：对于矩形波导管，其内部传输的主波型，也叫主模是TE10模，2.2 喇叭天线的口径场和辐射场分布与方向性 2.2.1矩形喇叭天线口面场分布规律 2.2.1.1 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。
第十章 喇叭天线(上)
第十章喇叭天线（Horn Antennas）喇叭天线是使用最广泛的一类微波天线，它常用于如下几个方面：○1大型射电望远镜的馈源，卫星地面站的反射面天线馈源，微波中继通讯用的反射面天线馈源；○2相控阵的单元天线；○3在天线测量中，喇叭天线常用作对其它高增益天线进行校准和增益测试的通用标准等。
这一章将介绍分析喇叭天线的基本理论，衡量喇叭天线性能的一些电气指标及喇叭天线的设计等内容。
喇叭天线的基本形式是把矩形波导和圆波导的开口面逐渐扩展而形成的，见P225图10-6，由于是波导开口面的逐渐扩大，改善了波导与自由空间的匹配，使得波导中的反射系数小，即波导中传输的绝大部分能量由喇叭辐射出去，反射的能量很小。
■喇叭天线分类：① 圆波导馈电的喇叭一般是圆锥喇叭；② 矩形波导馈电的喇叭根据扩展的形式不同分为三种喇叭，即E面扇形喇叭(由扩展其窄边形成)；H面扇形喇叭(扩展其宽边形成)；和角锥喇叭(其宽边、窄边均扩展而形成)；③ TEM喇叭；④ 脊波导喇叭等。
这一章主要讨论前两类喇叭天线。
■喇叭天线的分析方法(1)解内问题，求口径面上的电磁场分布喇叭的渐变扩展部分也可看作是波导，与分析波导中场分布时把波导看作无限长波导一样，首先也是把喇叭看作是一无限长渐变波导，由麦氏方程出发，求边值问题。
用分离变量法求解喇叭渐变波导中的电磁场表示，然后把实际的有限长喇叭口径面上的电磁场，看作是无限长喇叭在同一截面上的电磁场。
这样的近似，忽略了喇叭口径面所产生的反射波及高次模，这将带来一定的误差。
但是，喇叭口的反射系数不大，而高次模又相对较弱，在工程上，这点误差可忽略。
（2）解外问题由喇叭口径面上的场分布求远场。
10.1 H 面扇形喇叭（H －Plane Sectoral Horn ）它是按一定张角02ϕ扩展矩形波导的宽边而构成的，窄边不变。
喇叭口径尺寸为D H ×b ，虚顶点到口径中心的距离为R O ′O H =D H /(2tg 0ϕ)。
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优化设置 高级设置 激励模式
仅计算端口模式
激励信号类型
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求解过程
一般性求解过程如下
１． 初始化 ２． 求解１端口 ３． 求解２端口
４． 所有端口求解完成 点击可显示本次 求解过程详细设置 正常信息 警告信息 错误信息
选择模板
选择Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｃｏｕｐｌｅｒ模板并确认
ＣＳＴ ＭＷＳ内建了各类模板 对各种问题都定义了恰当的参数 能有效地节省时间提高效率
模板选取方式： １． 创建新项目 Ｆｉｌｅ－＞Ｎｅｗ ２． 随时选用模板 Ｆｉｌｅ－＞Ｓｅｌｅｃｔ Ｔｅｍｐｌａｔｅ
模板类型
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模板参数
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４． 选择另一端面
５． 再单击 直接确认，设置２端口
６． 观察两个端口
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设置端口－波导端口
设置波导端口（Ｓｏｌｖｅ－＞Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｐｏｒｔｓ ）
弹出窗口直接确定 波导端口通常用于波导、同轴线和微带 等问题的端口设置 它具有馈入能量和吸收返回能量的作用 端口坐标类型： １、手动输入 ２、整个平面 ３、所选端面 端口范围 （若已选中平面则自动设置） 此端口处需要吸收的模式个数 （通常用于高次模的吸收）
更改物体名
物体参数输入窗口
８． 第一个物体创建完成！ 材料为空气 预览
１２
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基于CST仿真的双脊喇叭天线设计
+士—~/1I1echnical不/丄Column基于CST仿真的双脊喇叭天线设计姚泽南，刘浩明，叶璃(广东省医疗器械质量监督检验所，广州510663)摘要：喇叭天线由于其特有的性能，在无线电领域应用广泛。
本文首先介绍了喇叭天线的构成，对其口径场、辐射方向性进行理论分析，然后分析了脊波导参数。
最后根据理论分析，初步设计了一个频率在l~8GHz范围内驻波比小于2的双脊喇叭天线，使用CTS仿真软件对关键参数扫描优化，并观察了电场分布情况，进一步验证了理论分析的合理性。
从仿真结果可以看出，本设计是合理可行的，具有实际应用价值。
关键词：无线电领域；双脊喇叭天线；仿真中图分类号：TN823^27文献标识码：A文章编号：1004-7204(2020)05-0123-08Optimal Design of Double-Ridged Hom Antenna Based on CSTYAO Ze-nan,LIU Hao-ming,YE Yu(Guangdong Medical Devices Quality Surveillance and Test Institute,Guangzhou510663) Abstract:As the characteristic of horn antenna,it is widely used in the radio field.This article firstly introduced the structure of horn antenna,and gave a theoretic&l analysis in aperture-field distribution,radiation pattern.To further enhance the working frequency bandwith,ridged waveguide model in induced.Based on the theoretical analysis,this article designed an original DRHA which frequency range is from1GHz to8GHz.By using the Simulation software,some critical parameters was swept,and an optima DRHA was achieved,that further verified the:r ationality of the theoretical analysis.Form the Simulation resuIts,it can be concluded that the design is feasible and has some valuable experience for LPDA design in EMC testing.Key words:radio flied；double-ridged horn arrtenna；Simulation1喇叭天线介绍喇叭天线的是一种面天线，由于其工作频带宽，增益高，结构简单而且具有较高的功率容量，喇叭天线有非常广泛的应用。
cst喇叭天线..
题目：喇叭天线作者1：胡庭班级11级通信五班学号1110405012作者2：宋恒阳班级11级通信五班学号1110405029喇叭天线的设计一、实验目的：1、熟悉CST软件的使用；2、掌握喇叭天线分析和求解方法，喇叭天线基本设计方法；3、利用CST软件对喇叭天线进行分析，掌握喇叭天线的规律和特点。
二、预习要求1、喇叭天线原理。
2、CST软件基本使用方法。
三、实验原理1天线的辐射场可利用惠更斯原理由口面场来计算。
口面场则由喇叭的口面尺寸与传播波型所决定。
可用几何绕射理论计算喇叭壁对辐射的影响，从而使计算方向图与实测值在直到远旁瓣处都能较好地吻合。
它的辐射特性由口面的尺寸与场分布决定，而阻抗由喇叭的颈部（始端不连续处）和口面的反射决定。
当喇叭长度一定时，若使喇叭张角逐渐增大，则口面尺寸与二次方相位差也同时加大，但增益并不和口面尺寸同步增加，而有一个其增益为最大值的口面尺寸，具有这样尺寸的喇叭就叫作最佳喇叭。
2 喇叭和角锥喇叭传播的是球面波，而在一个面（E或H面）张开的扇形喇叭中传播的则是柱面波。
喇叭口面场是具有二次方相位差的场，二次方相位差的大小与喇叭的长度和口面大小有关。
为了扩展喇叭的频带，必须减小喇叭颈处与口面处的反射。
口面尺寸加大，则反射减小。
此外，把波导与喇叭的过渡段尽量做得平滑些，也可以减小该处的反射。
由于该位置附近的喇叭尺寸还很小，因此，不能传播高次模，一般都传输单模。
为了控制辐射方向图，有时口面上需要多模场分布，这时应在喇叭内适当位置引入能产生高次模的器件。
这种喇叭叫作多模喇叭，可用作单脉冲雷达或高效率天线馈源。
由于各模在喇叭内的相速不同，多模喇叭的频带比常规喇叭的要窄。
四、实验内容与步骤1.点击打开软件选择如下图所示的图标2.选择天线模板3.设置单位4.设置背景材料5.定义结构6.设置频率7.设置边界条件8.定义激励端口9.设置监视器10.设置远场监视器11.设置求解器12.分析结果a)1D results 中观察S11b)方向系数，辐射效率c)增益d)方向图e)Theta=90phi五、实验元器件、仪器、仪表1、PC；2、CST仿真软件。
新型超宽带天线设计
新型超宽带天线设计张炀;邱景辉;杨彩田【摘要】A novel ultra-wide band antenna is proposed. The cross structure and composite circular curve were investigated to improve both the impedance bandwidth and radiation patterns. Hie proposed antenna was modeled and simulated in CST software. The results demonstrate that the antenna can work well in(0. 47-25. 5)GHz, with return loss better than -10 dB. The radiation patterns of the proposed antenna keep stable within the whole band. Out-of-roundness of the H plane is better than - 5 dB. The proposed antenna shows great value in the fields of ultra-wide band communication systems and radar systems.%设计一种新型超宽带全向天线.采用交叉结构改善了单极子天线方向图发生分裂的问题.提出了一种多圆嵌套的天线外形曲线,有效地改善了在工作频带内的阻抗匹配特性.在CST软件中建立天线模型,并进行仿真和优化.制作实物并测试,结果显示天线在(0.47-25.5)GHz频带内,反射系数优于- 10 dB,带宽比达到了53∶1.全工作频带内方向图稳定,H面不圆度小于5 dB.在电磁环境监测、超宽带通信以及脉冲雷达领域,具有重要的应用价值.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2012(012)012【总页数】3页(P2825-2827)【关键词】超宽带;天线;交叉结构;全向辐射【作者】张炀;邱景辉;杨彩田【作者单位】哈尔滨工业大学电子与信息工程学院,哈尔滨150001;哈尔滨工业大学电子与信息工程学院,哈尔滨150001;哈尔滨工业大学电子与信息工程学院,哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】TN828.8超宽带天线是信息战中电子对抗的关键设备，而且在通讯及冲激雷达等领域获得了广泛的应用。
超宽带喇叭天线方向图重构实验教学研究
建模方法，而且加深了对天线方向图概念的理解，使得天线的学习不再枯燥无味，提高了学习的兴趣。
关键词：喇叭天线 方向图重构 实验教学
中图分类号：TN820；G642.0
文献标识码：A
文章编号：1674-098X(2020)04(b)-0238-03
《微波技术与天线》是电子信息类专业的一门专业基 础 课，该课 程理 论 性 强、公 式 繁 琐、概 念 抽象 且具 有很 强 的工程 性，逐渐 形成了学生 难 学、教 师 难 教的现 状 [1-3]。天 线作为其 重 要内容 技 术 参 数 较 多，包 括 带 宽、增益、方向 性、输入阻抗、输出阻抗以及辐射效率等。同时，天线的种 类 又多种多 样，像传 统的 偶 极子天 线、微带 天 线、八 木天 线、喇叭 天 线、阿 基 米德 螺 旋 天 线 和 抛 物面 反 射 器 天 线 等。天线技术虽然是一门古老的学科，但当前仍然发展迅 速，像可穿戴 天 线、全 息编 码天 线、石墨 烯 天 线等均是 近 年来的 研 究 热 点 [4 - 6 ]。所以，学 生 无 论 是 学习课 本 基 础 知 识还是查阅课外文献都显得无所适从。此外，天线测试系 统昂贵，受 经费 和学 科布局的限制，许 多高校根 本无 法 进 行实际的天线测试学习。因此，由于工程训练的欠缺，部分 学生只是简单地掌握几个概念、记住几个公式，渐渐丧失 对天线技术的学习热情。
原始T EM喇叭天线由两块成一定张角的三角形板构 成，具 有结 构简单、方向性较 好、增益高且能 够支 持 T E M 模式波等特点。但是由于阻抗变化的不连续，导致了这种 天 线 不能 形成 超 宽 带 辐 射。为了拓展 带 宽，将天 线两 极板
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题目：喇叭天线
作者1：胡庭班级11级通信五班学号1110405012
作者2：宋恒阳班级11级通信五班学号1110405029
喇叭天线的设计
一、实验目的：
1、熟悉CST软件的使用；
2、掌握喇叭天线分析和求解方法，喇叭天线基本设计方法；
3、利用CST软件对喇叭天线进行分析，掌握喇叭天线的规律和特点。
二、预习要求
1、喇叭天线原理。
2、CST软件基本使用方法。
三、实验原理
1天线的辐射场可利用惠更斯原理由口面场来计算。
口面场则由喇叭的口面尺寸与传播波型所决定。
可用几何绕射理论计算喇叭壁对辐射的影响，从而使计算方向图与实测值在直到远旁瓣处都能较好地吻合。
它的辐射特性由口面的尺寸与场分布决定，而阻抗由喇叭的颈部（始端不连续处）和口面的反射决定。
当喇叭长度一定时，若使喇叭张角逐渐增大，则口面尺寸与二次方相位差也同时加大，但增益并不和口面尺寸同步增加，而有一个其增益为最大值的口面尺寸，具有这样尺寸的喇叭就叫作最佳喇叭。
2 喇叭和角锥喇叭传播的是球面波，而在一个面（E或H面）张开的扇形喇叭中传播的则是柱面波。
喇叭口面场是具有二次方相位差的场，二次方相位差的大小与喇叭的长度和口面大小有关。
为了扩展喇叭的频带，必须减小喇叭颈处与口面处的反射。
口面尺寸加大，则反射减小。
此外，把波导与喇叭的过渡段尽量做得平滑些，也可以减小该处的反射。
由于该位置附近的喇叭尺寸还很小，因此，不能传播高次模，一般都传输单模。
为了控制辐射方向图，有时口面上需要多模场分布，这时应在喇叭内适当位置引入能产生高次模的器件。
这种喇叭叫作多模喇叭，可用作单脉冲雷达或高
效率天线馈源。
由于各模在喇叭内的相速不同，多模喇叭的频带比常规喇叭的要窄。
四、实验内容与步骤
1.点击打开软件选择如下图所示的图标
2.选择天线模板
3.设置单位
4.设置背景材料
5.定义结构
6.设置频率
7.设置边界条件
8.定义激励端口
9.设置监视器
10.设置远场监视器
11.设置求解器
12.分析结果
a)1D results 中观察
S11
b)方向系数，辐射效率
c)增益
d)方向图
e)Theta=90
phi
五、实验元器件、仪器、仪表
1、PC；
2、CST仿真软件。
六、心得体会
两周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。
在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。
学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。
课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程．”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义．我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础．
通过这次模具设计，本人在多方面都有所提高。
通过这次模具设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次冷冲压模具设计工作的实际训练从而培养和提高学生独立工作能力，巩固与扩充了冷冲压模具设计等课程所学的内容，掌握冷冲压模具设计的方法和步骤，掌握冷冲压模具设计的基本的模具技能懂得了怎样分析零件的工艺性，怎样确定工艺方案，了解了模具的基本结构，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。
在这次设计过程中，体现出自己单独设计模具的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。
在此感谢我们的xxx老师.，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪；这次模具设计的每个实验细节和每个数据，都离不开老师您的细心指导。
而您开朗的个性和宽容的态度，帮助我能够很顺利的完成了这次课程设计。
同时感谢对我帮助过的同学们，谢谢你们对我的帮助和支持，让我感受到同学的友谊。
由于本人的设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教,我十分乐意接受你们的批评与指正，本人将万分感谢。