2、端口激励设置图
3、反射系数 (1)原图
(2)改变后图
分析: 反射系数没有多大改变 带宽为2.4--2.35= 0.5GHZ
4、3D polar plot (1)原图
(2改变后图
5. Data table (1)原图
(2)改变后
由数据可知, 最大辐射方向为160度 6、曲线图 (1)原图
(2)改变后
7、方向图 (1)原图
(2)改变后
七、 小结
讨论了微带天线的设计原理,分析了不同形状对微带天线的性能影响。设计了圆极化的微带天线.利用HFSS软件建立天线模型,得出了天性特性的仿真曲线,与理论设计值吻合较好。说明了本设计的有效性。
八、 实验感想
说实话,在此次设计实验之前,我对HFSS这个软件的认知几乎是一片空白,而对天线的设计也只是停留在简单的想法上,并不确切知道与天线相关的参数有哪些,各个参数又是怎样影响天线性能的,而要想设计一个天线又要经过一个怎样的过程。不过,经过此次天线设计实验后,首先我对HFSS这个软件的功能和操作有了较好的掌握,知道了怎样利用该软件完成天线的设计和优化工作。而在设计和仿真过程当中,也对天线的各个参数有了更加详尽的了解,对其是如何影响天线的性能有了深刻和直观的认识。在设计之初,我首先根据一个教程设计一款天线(见附图1),但是经过优化后,工作频率是达到了要求,可带宽却只有设计要求的一半左右(结果见附图2,带宽为60MHz),虽然也想了其他方法来优化,但在带宽变宽的过程中工作频率也发生了较大的变化,最后实在没办法了(这是一个较大的遗憾),就重新根据另外一个教程做了上面的这个天线,该天线满足了所有的设计要求。失败的原因,我感觉首先还是对这个软件的使用不是很熟悉,另外对天线性能的优化没有一个明确的思路,对设计出来的天线结构细节也不是很清楚,所以不能在带宽和频率之间的调节中找到平衡点,即可以让双方都满足要求的天线尺寸。
但是在此次的设计实验当中,我也得到了一些经验和认识,首先端口的激励是如何设置的,如何添加积分线等。在仿真的过程中,对参数扫描的设置也很重要,首先需要一个粗略的扫描找到参数能够满足设计要求所在的一个较小区间,这样做,一方面节省扫描时间,另外也为下面的优化设计提供了方便。进行参数扫描时,要知道需要扫描哪些参数,通过扫描的结果来分析不同的天线参数分别是怎样影响天线性能的,这也为后面的优化设计做好了准备。例如在此次设计试验中,我们知道天线的长度对谐振频率的影响很大,但是天线的宽度对谐振频率的影响很小并且对带宽的影响也较小,所以在优化设计的过程中,只需对天线的长度优化即可。
通过实验验证还发现,由理论公式推导出来的参数并不能满足实验的设计要求,所以需要后续的参数扫描和参数的优化设计,但是计算出来的参数可以作为我们天线设计的初始值,首先让我们对参数的范围有了一个大概定量的认识,而不是在设计过程中,随便设定参数,这样既浪费时间,也很难设计出满足实验设计要求的天线来。天线设计完成后,需要通过一
些参数扫描报告图来验证天线设计的正确性,所以优化设计后,先后查看了S11参数,S11参数的Smith圆图,电压驻波比,天线的三维增益方向图、平面方向图等。
此次天线设计是基于微波技术与天线这门课程和软件HFSS实现的,该实验既是对我们自己专业知识的一次检验,也锻炼了我们的实践能力,问题处理能力。同时,通过这个设计实验,理论与实践相结合,使得我们对所学知识有了一个形象化的认识和理解。虽然在设计仿真的过程中遇到了一些小的问题,但是在与同学讨论或者问过老师后都得到了较好的解决。
最后感谢张老师在此期间,给予我们的耐心指导和宝贵意见。
八、参考文献
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