最新对称振子天线远区场分析

对称振子天线远区场

分析

对称振子天线远区场分析

一、实验目的

了解振子天线远区辐射场结构及天线电参数

二、实验步骤

1、创建一个工程

创建一个工程，设置求解类型为Driven Modal，设置模型单位为in，设置材料为真空。

2、创建模型

创建对称振子模型,创建ring_1，在菜单栏中选择Draw\Cylinder，在坐标栏中输入圆柱中心点的坐标X:0,Y:0，Z:0,在坐标栏中输入圆柱半径，

dX:0.31，dY:0，dZ：0，输入圆柱的高度5.0，将其名称改为ring_inner。创建另一个圆柱，在坐标栏中输入圆柱中心点的坐标X:0,Y:0，Z:0,在坐标栏中输入圆柱半径，dX:0.37，dY:0，dZ：0，输入圆柱的高度5.0，将其名称改为ring_1。将新建的两个圆柱进行相减，效果如下，

创建对称振子模型

创建ring_2，复制ring_1，将其半径改为0.435in。

创建Arm_1，新建一个Box，将其起始坐标设置为X:-0.1,Y:-0.31，

Z:5.0，设置长方体三个方向的尺寸，dX:0.2，dY:-4.69，dZ：-0.065，并将其名称改为Arm_1，然后将创建好的模型组合到一起。

创建Center pin，在菜单栏中点击Draw\Cylinder，输入圆柱的中心坐标X:0,Y:0，Z:0，输入圆柱的半径dX:0.1，dY:0，dZ:0，并输入圆柱的高度dZ:5.1，并将名称修改为center_pin。

创建短路pin

创建辐射边界，设置默认材料为真空，创建Air，设置其起始位置为X:-5，Y:-10，Z:0，然后输入三个方向的尺寸，dX:10，dY:20，dZ:12，修改名称为Air。设置辐射边界，选择Air，在菜单栏中选择Radiation，将辐射边界命名为Rad1。结果如下，

创建辐射边界

创建波端口，写一个圆心为（0,0,0）的圆，输入圆半径dX:0.31，dY:0，dZ:0，将其名称修改为p1，设置波端口，在菜单栏中选择Wave Port，在General窗口中将名字命名为p1，在Models中设置积分线，选择New Line，在坐标中输入X:0.31,Y:0,Z:0，dX:-0.21,dY:0,dZ:0,点next直至结束。

创建地板，在菜单栏中选择Editor\Select\Faces，选择Air中Z=0的表面，在菜单栏中选择HFSS\Boundaries\Finite Conductivity，在有限导体边界窗口中设置，将名字修改为gnd_plane，材料选择为Copper，选中Infinite Ground Plane，点击OK完成设置。

辐射场角度设置，在菜单栏中选择Infinite Sphere，在辐射远场对话框中设置，Infinite Sphere标签中，Name:ff_2d，Phi(Start:0，Stop：90，Step Size:2）Theta(Start:-180，Stop：180，Step Size:2），点击OK结束设置。

3、建立并求解

求解设置，设置求解频率，在菜单栏中选择Add Solution Setup，在设置求解设置窗口中设置，Solution Frequency:0.55GHz,Maximum Number of Passses:10,Maximum Delta S Per Pass:0.02，点击OK结束。设置扫频，在Add Sweep中选择Setup1，在扫频设置窗口中选择Sweep

Type:Fast,Frequency Setup Type:Linear Count，Start:30.35GHz，

Stop:0.75GHz，Count:401。将Save Field复选框选中，点击OK结束设置。

4、保存工程

5、求解工程

6、后操作处理

S参数，在菜单栏中选中HFSS\Result\Create Modal Solution Data Report，接着选择Rectangle Plot，在弹出的Trace窗口中设置

Solution:Setup1:Sweep1，Domain:Sweep，点击Y标签，选择Category:S Parameters，Quantity:S（p1,p1),Function；dB，点击New Report按钮完成设置。反射曲线如图所示，

对称振子的反射系数曲线

2D辐射远场，在菜单栏中选择Create Far Fields Report，接着选择Radiation Pattern,在Context窗口中设置，Solution:Setup1:Sweep1，Geometry:ff_2D,在Trace窗口中，Ang列点击Phi选择Theta，选择Category:Gain，Quantity:Gain Total,Function；dB，点击New Report按钮完成设置。结果如下,

对称振子的远场增益方向图

二、实验结果展示及分析

实验结果如上面各图所示。

由反射曲线图可以看到，在天线工作的中心频率0.55GHz处反射系数S11约为-16.03dB，换算成驻波比为1.36，满足一般天线的设计需求。由远场增益图可以看出，由于理想导电平面的存在，在水平角φ=90时天线辐射二维图都被抬高了，最大辐射方向出现在θ=0处。

三、实验感想

本次试验明显感觉比前两次要难操作，有多步反复设置了多次才成功，遇到过几个问题在同学们的讨论下才最终得到解决。通过本次试验，让明白了天线振子的反射系数与频率的关系以及天线增益与角度的关系，对天线的各个参量以及他们之间的关系有了更加清晰的认识，收获颇丰。

四分之一振子及对称振子天线的一些基本问题

四分之一振子及对称振子天线的一些基本问题本文是本人的一些个人见解，基本问题是根本问题。由于水平有限，如有不当、错误之处敬请指点。对于很多教材，特别是天线教材对四分之一振子及对称振子天线的解惑基本上都是由电流的分析入手的，问题是为什么要分析这两种天线呢？从多个方面来解释一下。一、关于传输线的50、75欧的由来对于同轴线的的使用过程来看，它是最先应用到无线通信中的，直到现在，它的应用最为广泛。对于同轴线，我们主要关心功率的传输及在传输过程中的能量衰减这两个问题。为了能使同轴线传输的功率最大，就要使同轴线的内外导体有一个比值，对于空气为介质的同轴线来说，外半径/内半径=常数E开方时，传输的功率为最大，此时的特性阻抗为３０Ω。外半径/内半径=3.59时,这是的衰减为最小，此时的特性阻抗为７７Ω。为了二者兼有，折中取值为５０Ω，当然现在一些设备中７５Ω的同轴线也在使用中，比如有线电视系统中。二、关于空气阻抗电磁波在空气（真空）中传播时，这也是最为广泛应用的电磁传播，由于电场与磁场的存在，它们的比值为一个定值为１２０π，也正是这个值的存在，阻碍了电磁波的无阻挡传播。三、天线的作用

由于空气阻抗的存在，如何把高频电流变成电磁波传播出去，这中间就需要一个器件，当然，这个器件就是天线了。天线也就可以认为是波源与空间的连接器了。正如前面所述，为了能很好地把高频电流的能量传输出去，且要传输功率要高、衰减要小，天线的阻抗就要在７７Ω与３０Ω二者之前选择。在这种情况下，对称振子的阻抗是７５Ω左右，四分之一单极天线的阻抗为３６Ω左右，在此，我们不得不承认大自然的力量之伟大。这种情况下，也决定了这两种天线是一种基本天线了，可以说是“命中注定”。即然，要用这种天线了，那么，它们可不可以承担使命呢，通过实验证明，它不但可以，而且非它莫属，以下图为证。

8.5++对称振子天线的辐射特性

8.5 对称振子天线的辐射 1.什么是对称振子？ 2.对称振子的辐射特性 3.半波振子的辐射特性

1. 什么是对称振子？两段长度为的直导线，从中间对称馈电，就构成对称振子。 l 如图所示: 对称振子上的电流分布为： 0sin (||) I I k l z =-2/2l λ=23/4l λ=2l λ=23/2 l λ=

在振子上取一小段d z ，将其视为电偶极子，其辐射场为： 2. 对称振子的辐射场 j 0sin (||)e d j sin d 2kR I k l z E z R θηθλ' --=?' 该对称振子的辐射场就是整个振子长度上的积分: d l E E θθ =?因为：R l >>//R R '||cos R R z θ'≈-R R '≈在分母上在指数上

j j ||cos 0j sin e sin[(||)]e d 2l kR k z l I k l z z R θηθλ--=-?辐射电场为：d l E E θθ = ?0j -j cos 0j cos 0 j sin e {sin[()]e d 2sin[()]e d } kR kz l l kz I k l z z R k l z z θ θ ηθλ--=++ -?? j 0e cos(cos )cos() j [] 2πsin kR I kl kl R θηθ --=?

对称振子的辐射场： j 0e cos(cos )cos() ?j []2πsin kR I kl kl E a R θθηθ --=?j 0e cos(cos )cos() ?j []2sin kR I kl kl H a R ?θπθ --=?cos(cos )cos()()sin kl kl F θθθ -= 对称振子的方向性函数：

(整理)天线的基础知识.

天线的作用与地位无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线（电缆）输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后，由天线接下来（仅仅接收很小很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接收机。可见，天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备，没有天线也就没有无线电通信。天线品种繁多，以供不同频率、不同用途、不同场合、不同要求等不同情况下使用。对于众多品种的天线，进行适当的分类是必要的：按用途分类：可分为通信天线、电视天线、雷达天线等；按工作频段分类：可分为短波天线、超短波天线、微波天线等；按方向性分类：可分为全向天线、定向天线等；按外形分类：可分为线状天线、面状天线等。电磁波的辐射导线上有交变电流流动时，就可以发生电磁波的辐射，辐射的能力与导线的长度和形状有关。如图1.1 a 所示，若两导线的距离很近，电场被束缚在两导线之间，因而辐射很微弱；将两导线张开，如图1.1 b 所示，电场就散播在周围空间，因而辐射增强。必须指出，当导线的长度 L 远小于波长λ时，辐射很微

弱；导线的长度 L 增大到可与波长相比拟时，导线上的电流将大大增加，因而就能形成较强的辐射。对称振子对称振子是一种经典的、迄今为止使用最广泛的天线，单个半波对称振子可简单地单独立地使用或用作为抛物面天线的馈源，也可采用多个半波对称振子组成天线阵。两臂长度相等的振子叫做对称振子。每臂长度为四分之一波长、全长为二分之一波长的振子，称半波对称振子，见图1.2a。另外，还有一种异型半波对称振子，可看成是将全波对称振子折合成一个窄长的矩形框，并把全波对称振子的两个端点相叠，这个窄长的矩形框称为折合振子，注意，折合振子的长度也是为二分之一波长，故称为半波折合振子，见图1.2 b 。

实验一半波振子天线仿真设计

实验一半波振子天线仿真设计一、实验目的： 1、熟悉HFSS 软件设计天线的基本方法； 2、利用HFSS 软件仿真设计以了解半波振子天线的结构和工作原理； 3、通过仿真设计掌握天线的基本参数：频率、方向图、增益等。二、预习要求 1、熟悉天线的理论知识。 2、熟悉天线设计的理论知识。三、实验原理与参考电路 3.1天线介绍天线的定义：用来辐射和接收无线电波的装置。天线的作用：将电磁波能量转换为导波能量，或将导波能量转换为电磁波能量。 3.1.1天线的基本功能天线应尽可能多的将导波能量转变为电磁波能量，要求天线是一个良好的开放系统，其次要与发射机(或接收机)良好匹配; （1）、天线应使电磁波能量尽量集中于需要的方向，（2）、对来波有最大的接收; （3）、天线应有适当的极化，以便于发射或接收规定极化的电磁波; （4）、天线应有只够的工作带宽; 3.1.2天线的分类（1）、按用途分：通信天线、广播电视天线、雷达天线等; （2）、按工作波长分：长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线、微波天线等; （3）、按辐射元分：线天线和面天线; 3.1.3天线的技术指标大多数天线电参数是针对发射状态规定的，以衡量天线把高频电流能量转变成空间电波能量以及定向辐射的能力。（1）天线方向图及其有关参数所谓方向图，是指在离天线一定距离处，辐射场的相对场强 (归一化模值)随方向变化的曲线图。如图1所示。若天线辐射的电场强度为E (r ,θ,φ)，把电场强度（绝对值）写成 60(,,(,) I E r f r θ?θ?=式式中I 为归算电流，对于驻波天线，通常取波腹电流I m 作为归算电流； f (θ,φ)为场强方向函数。因此，方向函数可定义为 (,,) (,)260/E r f I r θ?θ?= 式为了便于比较不同天线的方向性，常采用归一化方向函数，用F (θ,φ)表示，即 max max (,)(,)(,)3 (,)E f F f E θ?θ?θ?θ?== 式图1 方向图球坐标系

实验五对称振子天线的设计与仿真

实验五对称振子天线的设计与仿真、实验目的 1. 设计一个对称振子天线 2. 查看并分析该对称振子天线的反射系数及远场增益方向、实验设备装有HFSS 软件的笔记本电脑一台三、实验原理 1、电流分布对于从中心馈电的偶极子，其两端开路，故电流为零。工程上通常将其电流分布近似为正弦分布。假设天线沿z 轴放置，其中心坐标位于坐标原点，如图所示，则长度为l 的偶极子天线的电流分布为：I(z)=Imsink(l-|z|) ，其中Im是波腹电流，k波数。对半波偶极子而言l= λ/4. 则半波偶极子的电流分布，可以写成：I(z)=Imsin (π/2 -kz ) =Imcos ( kz )。首先明白一点：半波偶极子天线就是对称阵子天线。 2、辐射场和方向图已知半波偶极子天线上的电流分布，可以利用叠加原理来计算半波偶极子天线的辐射场。式中，

称为半波偶极子的方向性函数。 3、方向系数：对称振子是中间馈电，其两臂由两段等长导线构成的振子天线。一臂的导线半径为，长度为I 。两臂之间的间隙很小，理论上可以忽略不计，所以振子的总长度L=21。对称振子的长度与波长相比拟，本身己可以构成实用天线。在计算天线的辐射场时，经过实践证实天线上的电流可以近似认为是按正弦律分布，忽略振子损耗。根据正弦分布的特点，对称振子的末端为电流的波节点；电流分布关于振子的中心店对称; 超过半波长就会出现反相电流。在分析计算对称振子的辐射场时，可以把对称振子看成是由无数个电流I(z) ，长度为dz 的电流元件串联而成。利用线性媒介中电磁场的叠加原理，对称振子的辐射场是这些电流元辐射场之矢量和。四、实验内容利用HFSS软件设计一个近似理想导体平面的UHF 对称振子天线。中心频率为，采用同轴线馈电，并考虑平衡馈电的巴伦结构。最后得到反射系数和二维辐射远场仿真结果。五、实验步骤 . 建立新工程了方便建立模型，在Tool>Options>HFSS Options 中讲Duplicate Boundaries with geometry 复选框选中。 2. 将求解类型设置为激励求解类型：（1）在菜单栏中点击HFSS>Solution Type 。（2）在弹出的Solution Type 窗口中（a）选择Driven Modal 。（b）点击OK按钮。 3. 设置模型单位（1）在菜单栏中点击3D Modeler>Units 。（2）在设置单位窗口中选择：in 。

对称振子天线的hfss仿真

对称振子天线的HFSS仿真摘要：对称振子天线不仅是一种结构简单的天线，而且是一经典的，迄今为止使用最广泛的天线。每臂长度为四分之一波长、全长为二分之一波长的振子，称为半波对称振子，单个半波对称振子可简单地独立使用或用作抛物面天线的馈源，也可采用多个半波对称振子组成的天线阵。其上电流呈驻波分布，如果两线末端张开，辐射将逐渐增强。本文用hfss仿真了一个简单的对称振子天线，得出了反射系数曲线和远场增益图，熟悉了hfss仿真软件的使用，学习了对称振子天线的原理。关键词：对称振子，hfss, 反射系数，远场增益 Abstract: Dipole antenna is not only an antenna of simple structure, but also is the most widely used antenna till now. The length of every arm is 1/2 wavelength and the whole length equal to a wavelength is defined dipole antenna. Single half-wave dipole antenna can be simply independently used or worked as feed of parabolic antenna, several half-wave dipole antennas can also constitute antenna array. The current on it distribute as a standing wave. If two ends of the lines open,the radiation will gradually increased. This article simulated a simple dipole antenna with hfss, reflection coefficient curve and far field gain graph are given, had a basic knowledge of hfss software, and the theory of dipole antenna is studied. Key words: Dipole, hfss, reflection coefficient, far field gain 0.引言两部分长度相等而中心断开并接以馈电的导线，可用作发射和接收天线，这样构成的天线叫做对称天线。因为天线有时也称为振子，所以对称天线又叫对称振子，或偶极天线。总长度为半个波长的对称振子，叫做半波振子，也叫做半波偶极天线。对称振子天线属于平衡天线，而亏点同轴电缆属于不平衡传输线，若将天线与同轴电缆直接相连，则同轴线的外皮有高频电流流过，由于同轴线的屏蔽层外皮也参与了天线的辐射，这样会影响天线的辐射方向图，因此，在天线和馈电同轴之间加入平衡不平衡转换器，把同轴外皮的高频电流抑制掉，将其截断。

半波对称振子

半波对称振子与馈线的匹配回主页一般的接收设备(如电视机)其输入特性阻抗为 75Ω(不平衡式)或300Ω平衡式,半波对称振子的输出是:阻抗为75Ω平衡式,如与300Ω平衡电缆连接则只需考虑阻抗匹配就可以了,我们可利用传输线上距终端λ/4奇数倍处的等效阻抗等于传输线特性阻抗的平方除以终端负载这一特殊性质来进行阻抗匹配, 这一特性的数学表达式 Zin=Z0*Z0/ZL,式中Z0是传输线(匹配电缆)的特性阻抗,Zin为天线的输出阻抗,ZL为负载(接收设备的输入阻抗)阻抗,半波对称振子与300Ω平行电缆的配接计算如下:先按上式计算出所需电缆的特性阻抗 ,也即要实现半波对称振子与300Ω平行电缆的配接它们之间必须要插入一条λ/4长,特性阻抗为150Ω的平行电缆,为此,我们利用两条λ/4长的300Ω平行电缆并联即可,接法如图x。思维稿半波折合振子折合振子天线在实际使用中,馈电振子一般都是采用折合振子的形式,其主要目的是增加天线的带宽,折合振子的结构形成如图jk所示,这种天线的频带特性可以这样来证明:折合振子作为一偶极天线来说,可看作是两个λ/4的短路线相串联,对于谐振频率波长L=λ/4,偶极天线与短路线都没有电抗成分,当加到折合振子上高频电流的频率在一定范围变化时,出现以下2种情况:当频率高于谐振频率时,相当于L>λ/4,偶极天线近似长于λ/4的短路线,其电抗是感性,而此时短路线的电抗是容性,当频率低于谐振频率时,相当于L<λ/4,偶极天线近似于λ/4的开路线,其电抗是容性,而此时短线上的电抗又是感性;故当工作频率了生偏移时,在一定频率范围内,折合振子上呈现的感抗与容抗可以互相补偿,使天线在较宽的频率范围内其阻抗特性的变化不大,这就是折合振子具有较宽频带的原理。由于折合振子两平行导体具有相位相同,大小相等的电流(即I1=I2)所以其辐射电流为I=I1+I2=2I1,其辐射功率为P=I*I*Rr=(2I1)*（2I1）*Rr(Rr为半波振子的输入阻抗)在折合振子的馈电端的输入功率P =4*I1*I1*Rr= (Rin是折合振子的输入阻抗)由于在馈电端输入的电流实际上为I, 所I=I1,所以Rin=4Rr=4×73.1=300Ω这里我们得到了折合振子输入阻抗是300Ω.是对称半波振子输入阻抗的4倍。为了解决与75Ω同轴电缆与天线振子的联接,采用长度为λ/2的同轴线做成的相位,阻抗变换装置,即常叫的U形环,可以解决以上两个问题.U形环的结构图jk2如下所示. 从图可知,馈电时B点电流经过U形环后,与A点的电流相位差为π(180度),U形环的外导体组成了λ/4的短路线, 使得在A,B点上的阻抗为无穷大,因而外导体上的电流就不会由内表壁流向外表壁到地了,并且U形环还起到了阻抗变换的作用,如果在同轴线芯线上的输入电流为I1,输入电压为V1,则天线两振子上的输入电流分别为I1,而同轴线外导体是接地的,所以A,B两点各自对地的电压都是V1,且A,B两点电压为反相,故此A,B两点间的电压为VA+VB=2V1,在馈电点呈现的阻抗为:R==4V1/I1即采用U形环后,使馈线与天线接触点的阻抗提高了四倍,若采用特性阻抗为75Ω的同轴线馈电,则在馈电点的阻抗为75Ω×4=300Ω,与折合折子能达到较好的匹配.思维稿多元折合振子天线半波振子天线和折合振子天线的增益低,波瓣宽,前方和后方具有相同的接收能力,所以它们只适用于信号强,干扰小的地方,当接收点离电视台较远,信号较弱或信号较强但干扰较大反

利用HFSS仿真对称振子天线

该天线的设计思路是: 用于野外设台的天线,方便携带,天线合拢以后,最长单节不超过1.5米,共5个单位组件. 天线为两个单元,通过装卸振子的单节改变振子长度,使得天线能分别工作在6M,10M,15M,17M,20M.. https://www.360docs.net/doc/9b8443133.html,/forum/viewthread.php?tid=2628

表1 对称振子天线三维体模型名称形状顶点(x,y,z) (mm) 尺寸(mm) 材料 arm1 圆柱体 (0,0,0.5) radius=$r ，height=$l Pec arm2 圆柱体 (0,0,-0.5) radius =$r ，height=-$l Pec airbox 长方体 (-$lbd/3-$r,-$lbd/3-$r, -$lbd/3-$l-$r) xsize=2*$lbd/3+2*$r ysize=2*$lbd/3+2*$r zsize=2*$lbd/3+$l+2*$r vacuum 表2 对称振子天线二维面模型名称所在面形状顶点(mm) 尺寸(mm) 边界/源 feed xz 矩形 (-$r,$r,-0.5) dx=2*$r1, dz=1 Lumped port 表3 变量表变量名变量初始值（mm ）变量变化范围（mm ）步长（mm ） $lbd 300 $l 25 [25,200] 25 $r 1 [1,5] 1 1 新建工程并命名新建工程并命名。。打开HFSS ，新建工程，点击工具，将工程保存为dipole 。 2 设置求解类型设置求解类型。。点击HFSS>Solution Type ，选择Driven Terminal 。 3 设置单位设置单位。。点击Modeler>Units ，选择mm 。 4 画对称振子对称振子的一的一的一支支臂，形状为圆柱体形状为圆柱体，，命名为 arm1，材料设置为理想导体材料设置为理想导体，，半径设置为变量$r ，臂长设置为变量$l 。将鼠标指向工具，出现文字“Draw cylinder ”，点击，在画图窗口中拖动鼠标画出一个圆柱。在图形左侧的窗口出现此工程的所有模型列表（如图1），“Solids ”代表三维图形，“vacuum”代表图形内部填充材料为真空， “Cylinder1”为图形的缺省名字，“CreateCylinder ”代表图形是圆柱体。图1 模型列表

实验五对称振子天线的设计与仿真

实验五对称振子天线的设计与仿真一、实验目的 1.设计一个对称振子天线 2.查看并分析该对称振子天线的反射系数及远场增益方向二、实验设备装有HFSS 软件的笔记本电脑一台三、实验原理 1、电流分布对于从中心馈电的偶极子，其两端开路，故电流为零。工程上通常将其电流分布近似为正弦分布。假设天线沿z轴放置，其中心坐标位于坐标原点，如图所示，则长度为l的偶极子天线的电流分布为：I(z)=Imsink(l-|z|)，其中Im是波腹电流，k波数。对半波偶极子而言l=λ/4.则半波偶极子的电流分布，可以写成：I(z)=Imsin（π/2-kz）=Imcos（kz）。首先明白一点：半波偶极子天线就是对称阵子天线。 2、辐射场和方向图已知半波偶极子天线上的电流分布，可以利用叠加原理来计算半波偶极子天线的辐射场。

式中，称为半波偶极子的方向性函数。 3、方向系数：对称振子是中间馈电，其两臂由两段等长导线构成的振子天线。一臂的导线半径为，长度为I。两臂之间的间隙很小，理论上可以忽略不计，所以振子的总长度L=21。对称振子的长度与波长相比拟，本身己可以构成实用天线。在计算天线的辐射场时，经过实践证实天线上的电流可以近似认为是按正弦律分布，忽略振子损耗。根据正弦分布的特点，对称振子的末端为电流的波节点；电流分布关于振子的中心店对称;超过半波长就会出现反相电流。在分析计算对称振子的辐射场时，可以把对称振子看成是由无数个电流I(z)，长度为dz的电流元件串联而成。利用线性媒介中电磁场的叠加原理，对称振子的辐射场是这些电流元辐射场之矢量和。四、实验内容利用HFSS软件设计一个近似理想导体平面的UHF 对称振子天线。中心频率为，采用同轴线馈电，并考虑平衡馈电的巴伦结构。最后得到反射系数和二维辐射远场仿真结果。五、实验步骤

HFSS仿真对称阵子天线

基于HFSS 的对称阵子天线仿真一、对称阵子天线概述对称阵子天线是最基本也是最常用的天线形式。对于中心点馈电的对称振子天线，其结构可看做是一段开路传输线张开而成。馈电时，在对称振子两臂产生高频电流，此电流将产生辐射场。可以将对称振子分成无数小段，每一小段都可以看成电基本振子，则对称振子辐射场就是这些无数小段电基本振子辐射场的总和。由于结构简单，对称振子广泛应用于雷达、通信、电视和广播等无线电技术设备中。对称振子的工作频率从短波波段到微波波段。它既可作为独立的天线使用，也可以作为天线阵基本单元组成线阵或平面阵，还可以作为反射面天线的馈源。二、天线参数对称阵子天线主要有输入阻抗，反射系数，回波损耗这几个重要参数。图1为用MATLAB 仿真得出的半波对称阵子的E 面方向图。输入阻抗in in in jX R Z +=，反射系数0 0Z Z Z Z in in +-=Γ，回波损耗Γ=lg 20RL 。

图1 理论E面方向图三、仿真过程对称阵子天线模型由几部分组成：两臂、馈电、辐射箱。对称阵子的两臂为圆柱体，材料为理想导体，半径为变量r，臂长为变量l。对称阵子一般通过同轴馈电，可以看作在振子的两臂之间施加了及总电压。在用HFSS仿真时通过一个平面连接两臂，在平面上设置激励源来实现。通过建立辐射箱，表面设置吸收边界条件来模拟无界空间。依据这些要点建立了对阵振子天线模型，如图2。

图2 对称阵子天线模型四、结果分析图3为阻抗曲线图，深色为实部，浅色为虚部，模拟情况与理论值接近。图4为端口2匹配时端口1的反射系数。条件设定为r=1mm，l=25mm，即半波对称阵子。比较图3和图4，可以得出在2.6GHz处反射系数最低，端口阻抗值约为50Ω，此为半波对称阵子天线的谐振频率。图3 阻抗曲线

第三讲对称振子和接地短鞭天线

第三讲对称振子和接地短鞭天线一、概述 1．手机通常使用的天线有四种类型：（1）PIFA天线：即平面倒F天线，这种天线的基本组成形式是互相平行的平面辐射单元和接地面，在辐射单元上彼此靠近的位置有一个接地的短路片和一个馈电片。（2）单极子变形天线：即类似于外置天线的变形，它只有一个馈电的接触弹片，内部可以有多种几何结构形式。（3）PCB板天线：这种天线也可以认为是单极子天线的变形，只是将天线辐射体做在PCB板上。这种天线可以为外置，由PCB走线和过孔共同绕成螺旋状，也可以是内置形式，并允许多种几何结构。（4）陶瓷介质天线：即将天线做在高介电常数的陶瓷材料上，从而达到减小尺寸的目的。手机蓝牙天线多采用陶瓷介质天线的形式。 2．所有手机天线都可以认为是从对称振子和接地单极子天线的基础上发展而来，所以这一讲主要给出对称振子和接地单极子天线的理论分析。二、对称振子（Dipole）天线 1．对称振子的结构对称振子由两根同样粗细、同样长度的直导线构成，在中间的两个端点馈电。每根导线的长度是，它又称为对称振子的臂长。在谐振条件下，为四分之波长。这种天线结构简单，适用于多个波段。它可以作为独立的天线使用，也可以作为复杂天线（如天线阵）的单元或面天线的组成部分（如馈源）。手机使用的所有天线都可以以这种天线为出发点作进一步的分析。 2．对称振子分析

对称振子的分析可以采用集总等效电路法。可以将它看做由终端开路的两根长导线的电流分布张开所形成。无耗开路长线上的电流是正弦分布的，对称振子上的电流也近似按正弦分布，波型与臂长的电长度有关。取对称振子中心为坐标原点，振子轴沿x轴，则对称振子的电流分布可以近似表示为：（1）其中是波腹电流，是对称振子的电流传输相移常数，（是振子上的波长），如果不考虑损耗，则，其中和分别是自由空间的相移常数和波长。（1）式还可以写成：

最新对称振子天线远区场分析

四分之一振子及对称振子天线的一些基本问题

8.5++对称振子天线的辐射特性

(整理)天线的基础知识.

实验一 半波振子天线仿真设计

实验五对称振子天线的设计与仿真

对称振子天线的hfss仿真