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。

为了把Heｌix和rｉｎｇ连接起来，创建一个球体Spｈerｅ1，点击Dｒａw＞Ｓpherｅ，输入球心坐标X：11．２5Y：0Z:0输入球体半径，dX：0.５dY：０dZ:0 并将其名字改为Spheｒe,为了将三者结合起来，按下Ctｒl+Ａ，点击３Dｍｏdeｌer>Boｏｌeａn＞Uniｔｅ.,点击OK结束。

形成的模型如下如图1所示。

建成之后,在螺旋线下端建立同轴线馈线,并且螺旋线下端与其内芯相连,上端悬空。

并设立辐射边界条件与端口激励和扫频设置,保存、运行后处理操作。

六、试验截图:总体结构图如下图所以：
Ｓ参数曲线图如下图所示:
3Ｄ辐射图如下图所示
辐射方向极坐标图1如下图：
辐射方向极坐标图２如下图：
七、设计总结：
这次微波技术与天线的螺旋天线的仿真设计中遇到了许多的问题,首先是没有具体的设计参数和步骤,其次是涉及许多的专业知识和实践经验等许多问题。

但是通过老师及学长和学姐的热心帮助,和自己的不断努力和尝试,最后终于完成了实验，通过这次的课程设计，让我对这门课程的知识有了更深的认识，对我以后的学习有了很大的帮助。

让我明白以后分析问题要更加全面,以及和实际情况的联系。