天线原理设计说明书
矩形喇叭天线
学生姓名：李帅学号：1205094219
学生姓名：王涛学号：1205094221
学生姓名：唐毓孝学号：1205094230
学院：信息与通信工程学院
专业：信息对抗技术
指导教师：姚金杰
2015年 6 月15日
目录
一、题目要求以及研究背景意义
1.1题目要求
设计一个（4GHz-6GHz）频段最佳增益矩形喇叭天线，其在5GHz时的增益需要大于15dB，喇叭采用WR430矩形波导来馈电，输入阻抗50欧。
（1）建立天线结构；
（2）完成天线的设计与仿真；
（3）完成仿真结果参数的分析。（频率、带宽、输入阻抗、方向图等）
1.2研究背景意义
喇叭天线是面天线，波导管终端渐变张开的圆形或矩形截面的微波天线，是使用最广泛的一类微波天线。它的辐射场是由喇叭的口面尺寸与传播型所决定的。其中，喇叭壁对辐射的影响可以利用几何绕射的原理来进行计算的。如果喇叭的长度保持不变，口面尺寸与二次方相位差会随着喇叭张角的增大而增大，但增益则不会随着口面尺寸变化。如果需要扩展喇叭的频带，则需要减小喇叭颈部与口面处的反射；反射会随着口面尺寸加大反而减小。喇叭天线的结构比较简单，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。
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。从原理上来说，波导开口端和喇叭天线是很简单的天线，但严格求解它们的口径场及外场却相当困难。首先，波导开口端面上与喇叭口面上的场分布与无限长波导内的场分布不同，而且空间传播的TEM波也不同，是结构较为复杂的波。其次，在口面上除了入射波，还有反射波。再次，在口面上除了主波以外，还有高次波型。此外由于波导和喇叭的开放性结构，波导开口和喇叭开口边缘处和外壁上都有电流存在，它们也参与辐射。
由于喇叭天线结构简单和方向图易于控制，通常用作中等方向性天线，如标准喇叭，最常见的是用作反射面的馈源。当它用作独立天线时，一般都加上校正相位的反射面或透镜。喇叭－抛物反射面天线具有频带宽、副瓣低和效率高等特性，常用于微波中继通信。而透镜因其重量较重和结构复杂等原因，已很少用作喇叭的相位校正。
喇叭天线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。
二、矩形喇叭天线设计方案
2.1设计原理
啊啊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。
(2)当矩形波导前端做成喇叭形状，电磁波载波道中的传输效率得到了提高，但由于喇叭和矩形波导形状上的差异，必将导致传到喇叭中电磁波的波阵面成为柱面（与矩形波导对应的喇叭）或球面形状（与圆形波导对应的喇叭）。这样在喇叭口面上形成的口面场Es成为非均匀口面场结构，即在口面上各点Es的相位和振幅大小不再相等，这将造成喇叭天线辐射场方向性变坏
2 矩形喇叭天线口面场相位分布特点
根据天线辐射场一般表示式，其辐射场EH和最终是由口面场Es决定的。因此对口面场Es的振幅和相位分析，就成为分析喇叭天线的首要问题。
以H面扇形喇叭天线为例，并假定激励H面扇形喇叭的巨型波导TE10型波。由于H 面扇形喇叭相当于矩形波导宽边x逐渐扩展而成，因此其口面场EssyE的相位将随宽边x 坐标发生变化，与保持不变的窄边y无关，或者说Esy相位沿窄边y保持均匀分布，如图6-5-3所示。
图中Dx 、Dy 为H 面扇形喇叭天线的口径宽度；Rx 、Ry 分别为H 面和E 面扇形喇叭天线的长度；O 为喇叭天线的顶点，也叫相位中心，相当于喇叭天线的辐射中心，或者说球面波是由这样的一个虚设点发出的。
在图6-5-2和图6-5-3中，把口面场E s =E sy 沿宽边x 和窄边y 的相位关系表示成：
{2(')()0()x x y k OM OO OM R Esy y πφλφ??=-=-????=?
相位与坐标无关(651)-- 而22222()x x x OM R x R x R π
φλ=+?=+，所以
由于H 面扇形喇叭天线的等效长度Rx 一般远大于其口面尺寸Dx 、Dy ，即Rx>>x ，利用幂级数把(651)--展开，可得到：
24
22(......)2(2)x x x x x R R π
φλ?=-+ （6-5-3） 只保留x 2
项，得到： 2
x x
x R πφλ?= （6-5-4） 与此对应的相移量最大值为：
2max 4x x x
D R πφλ?=（在喇叭口面边沿处） （6-5-5） 这就是说，对H 面扇形喇叭天线，其口面场Esy 方向虽沿窄边y 轴方向，但其相位却沿变化了的宽边x 方向发生变化。当设口面中心O ’为相位零点，在口面x 方向边沿位置，
.. .. .. 矩形微带贴片天线的仿真设计 实验目的：运用HFSS的仿真能力对矩形微带天线进行仿真 实验容：矩形微带天线仿真：工作频率7.55GHz 天线结构尺寸如表所示： 名称起点尺寸类型材料 Sub -14.05，-16，0 28.1，32，0.794 Box Rogers 5880 （tm）GND -14.05，-16，-0.05 28.1，32，0.05 Box pec Patch -6.225，-8，0.794 12.45 , 16, 0.05 Box pec MSLine -3.1125，-8，0.794 2.49 , -8 , 0.05 Box pec Port -3.1125，-16，-0.05 2.49 ,0, 0.894 Rectangle Air -40，-40，-20 80，80，40 Box Vacumn 一、新建文件、重命名、保存、环境设置。 （1）、菜单栏File>>save as,输入0841，点击保存。 （2）. 设置激励终端求解方式：菜单栏HFSS>Solution type>Driven Termin ，点击OK。
（3）、设置模型单位：3D Modeler>Units选择mm ，点击OK。 （4）、菜单栏Tools>>Options>>Modeler Options,勾选”Edit properties of new pri”, 点击OK。 二、建立微带天线模型 (1)、插入模型设计 （2）、重命名
输入0841 (3)点击创建GND,起始点：x:-14.05，y:-16，z:-0.05，dx:28.1,dy:32,dz:0.05 修改名称为GND, 修改材料属性为 pec， (4)介质基片：点击，：x:-14.05，y:-16，z:0。dx: 28.1，dy: 32，dz: 0.794， 修 改名称为Sub，修改材料属性为Rogers RT/Duriod 5880，修改颜色为绿色，透明度0.4。
矩形微带天线设计与分析 万聪，沈诚诚, 王一平 2011级通信2、4班 沈诚诚：主要负责资料准备与整理 王一平：主要负责论文的格式与后期资料扩充 万聪：主要负责设计模型 三人共同学习hfss软件设计模型，共同参与讨论编写论文，发扬团结合作的精神，克服所遇到问题，完成好老师布置的作业。 摘要：微带天线以其体积小、重量轻、低剖面等独特的优点引起了相关领域的广泛重视，已经被广泛应用在1OOMHz—1OOGHz的宽广频域上的大量的无线电设备中。本文介绍了一种谐振频率为2.45GHz，天线输入阻抗为50Ω的使用同轴线馈电的矩形微带天线。本论文给出了详细的设计流程：根据理论经验公式初步计算出矩形微带天线的尺寸，然后在HFSS里建模仿真，根据仿真结果反复调整天线的尺寸，直到仿真结果中天线的中心频率不再偏离2.44GHz为止。微带天线固有的缺陷是窄带性，它的窄带性主要是受尺寸的影响，在不改变天线中心频率的前提下，通过理论经验公式与仿真软件的结合，给出了微带天线比较合理的尺寸。通过HFSS 13.0软件对该天线进行仿真、优化，最终得到最佳性能。 关键词：微带天线、谐振频率、HFSS
Abstract: the microstrip antenna has attracted wide attention from related fields with the advantages of small volume, light weight, low profile, unique, a lot of radio equipment has been widely applied in broad frequency range 1OOMHz - 1OOGHz of the. This paper introduces a 2.45GHz resonant frequency, input impedance of the antenna for the rectangular microstrip antenna using a 50 ohm coaxial feed. This paper gives a detailed design process: according to the theory of empirical formula calculated the size of rectangular microstrip antenna, then modeling and Simulation in HFSS, repeated adjustment according to the simulation results of the antenna size, until the simulation results in the center frequency antenna can not depart from the 2.44GHz to stop. The inherent defects of microstrip antenna is narrow, narrow band it is mainly affected by the size, in the premise of not changing the antenna center frequency, through a combination of theoretical formula and simulation software, the reasonable size of microstrip antenna. The antenna is simulated by HFSS 13 software, optimization, and ultimately get the best performance. Keywords: microstrip antenna, resonant frequency, HFSS
中国移动通信集团四川有限公司 绵阳分公司 ICT项目支撑合作伙伴 技术规范书 2015年1月
目录 一、总则 (1) 二、项目概述 (2) 2.1项目名称：中国移动四川公司ICT项目售前技术支持服务 (2) 2.2项目背景 (2) 三、供应商资质要求 (2) 3.1否决项资格条件（任何一项不满足买方将否决其投标） (2) 3.2其他一般性要求（满足以下条件买方可优先考虑） (3) 四、服务内容 (3) 五、服务期限 (4) 六、技术标准和要求 (4) 6.1服务内容的标准和要求 (4) 6.2服务团队及其成员的要求 (5) 6.3服务经验要求 (6) 6.4服务质量考核 (6) 6.5服务承诺 (7) 七、保密要求 (7) 八、其他 (8) 九、声明 (8)
一、总则 1.1 此技术规范书为中国移动四川公司绵阳分公司ICT项目售前技术支持服务项目的主要技术功能和服务要求，卖方应针对本次项目的标的，结合自己的特点提供详细完整的服务方案及项目报价。 1.2 技术规范书应视为保证买方ICT项目售前技术支持服务所需的最低要求。 1.3 卖方在建议书中，对本规范书中所提各项要求能否实现与满足，应逐项予以说明和答复。卖方亦可根据自己的具体情况，在建议书中提出建议，并附详细资料和说明。 对本规范书各条目的应答为“满足”、“不满足”、“部分满足”，不得使用“明白”、“理解”等词语，在答复中，要求明确满足的程度，并作出具体、详细的说明，凡采用“详见”、“参见”方式说明的，应指明参见文档中的具体的章节或页码。 1.4 卖方应提供服务解决方案，并在建议书中说明给买方提供的技术文件、技术支持、技术服务、人员培训等的范围和程度。 1.5 规范书有关内容的澄清 a) 卖方对于规范书的疑问可以通过书面材料与买方联系。在规定的建议书提交最后期限以前，买方将以书面材料给予答复。有关买方答复材料的复印件也将递交所有得到技术规范书的卖方。 b) 在技术谈判的各个阶段，买方将以书面形式要求卖方对有关问题进行进一步的技术澄清，卖方应以书面资料给予正式应答；所有各阶段的技术澄清文件都将作为合同附件。
08通信 陆静晔0828401034
微带天线设计 一、实验目的： ● 利用电磁软件Ansoft HFSS 设计一款微带天线 ? 微带天线的要求：工作频率为2.5GHz ，带宽（S11<-10dB ）大于5%。 ● 在仿真实验的帮助下对各种微波元件有个具体形象的了解。 二、实验原理： 微带天线的概念首先是由Deschamps 于1953年提出来的，经过20年左右的发展，Munson 和Howell 于20世纪70年代初期制造出了实际的微带天线。微带天线由于具有质量轻、体积小、易于制造等优点，现今已经广泛应用于个人无线通信中。 图1-1是一个简单的微带贴片天线的结构，由辐射源、介质层和参考地三部分组成。与天线性能相关的参数包括辐射源的长度L 、辐射源的宽度W 、介质层的厚度h 、介质的相 对介电常数εr 和损耗正切tan δ、介质层的长度LG 和宽度WG 。图1-1 所示的微带贴片天线是采用微带线来馈电的，本次将要设计的矩形微带贴片天线采用的是同轴线馈电，也就是将同轴线接头的内芯线穿过参考地和介质层 与辐射源相连接。 对于矩形贴片微带天线，理论分析时可以采用传输线模型来分析其性能。矩形贴片微带天线的工作主模式是TM 10模，意味着电场在长度L 方向上有λg /2的改变，而在宽度W 方向上保持不变，如图1-2（a ）所示，在长度L 方向上可以看作成有两个终端开路的缝隙辐射出电磁能量，在宽度W 方向的边缘由于终端开路，所以电压值最大电流值最小。从图1-2（b ）可以看出，微带线边缘的电场可以分解成垂直于参考地的分量和平行于参考地的分量两部分，两个边缘的垂直分量大小相等、方向相反，平行电场分量大小相等、方向相反；因此，远区辐射电场垂直分量相互抵消，辐射电场平行于天线表面。 图1-1
技术规范书 1. 总则 1.1 本规范书适用于沈阳新北热电有限责任公司城市污泥低成本利用项目循环流化床热水锅炉循环水泵配套汽轮机及其辅助设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面技术要求。 1.2 本规范书所提出的是最低限度的技术要求,并未对一切技术细节做出规定,也未充分引述有关标准和规范的条文。供方应保证提供符合本规范书和工业标准的优质产品。 1.3 本规范书发出以后，如果供方没有以书面方式对本规范书的条文提出异议,那么需方可以认为供方提出的产品完全符合本规范书的要求。如有异议，供方应在投标书中以“对规范书的意见和同规范书的差异”为题的专门章节中加以详细描述。 1.4 在签订合同之后,需方有权提出因规范标准和规程发生变化而产生的一些补充修改要求,具体款项由供、需双方共同商定。 1.5本规范书所使用的标准,如遇与供方所执行的标准发生矛盾时,按较高的标准执行。 1.6供方对整套设备和辅助系统负有全责，即包括分包（或采购）的产品。分包（或采购）的产品制造商应事先征得需方的认可。 1.7 本规范书经供需双方确认后作为订货合同的技术附件,与合同正文具有同等效力。 2. 设计条件与使用条件 2.1 系统概况 2.1.1 本期工程：热网循环水系统扩容改造 2.1.2 改造循环水泵配套汽轮机1台 2.2 设备运行环境条件 2.2.1 安装地点：室内布置 2.2.2主厂房地坪（±0.000米）相当于海拔高度47.5m （黄海高程系） 2.2.3地震烈度：基本裂度 7 度 2.2.4各气象要素统计如下： 夏季7月份平均气温 29.5度 冬季采暖期各月平均气温–5.62度 历年平均气温 7.8度 降雨量：日最大215.5mm，小时最大89mm 湿度：夏季七月份平均相对湿度78% 历年最大积雪深度 200mm 历年最大风速 29.7m/s 冬季主导风向北、东北 夏季主导风向南、西南 最大冻土深度 1.40m
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。Ansoft公司推出的基于电磁场有限元方法（FEM）的分析微波工程问题的三维电磁仿真软件，Ansoft HFSS 以其无与伦比的仿真精度和可靠性，快捷的仿真速度，方便易用的操作界面，稳定成熟的自适应网格剖分技术，使其成为高频结构设计的首选工具和行业标准，并已广泛应用于航
规格承认书 _______________________________________________ SPECIFICATION FOR APPROV AL 客户名称: 品名:手持对讲机天线 规格: 433.92MHz 型号:ATL-V0423 日期:2013-01-08 客户回签： 工程部品质部批准 维力谷无线技术(深圳)有限公司 工程部品质部批准
SPECIFICATION 电气性能指标（Electrical specifications） 频率范围Resonate Frequency 433.92MHZ 阻抗Resonate Impedance 50 ohm Nominal(Depend on avail ground plane) 方向图Radiation pattern全向（Omni direction） 极化方式Polarization垂直极化（Vertical） 驻波比VSWR/50 Ohms 1.5 or less 绝缘电阻 Insulation resistance 500 M ohm DC 500V 机械特性 Mechanical characteristics 天线尺寸 dimension of antenna ￠13(mm)*129(mm) 天线重量 Weight of antenna13g (大约) 天线接头 SMA-M 天线管与接头螺纹之间的夹紧力如下：（The strength of fixing between sleeve and stud shall withstand the following stresses）垂直方向 Vertical Direction 2.0kgs 圆周旋转方向 Rotating Direction 2.0kgs
用ADS 设计微带天线 一、原理 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 c W ε=25.82mm 贴片宽度经计算为25.82mm 。 2 /1121212 1-?? ? ?? +-+ += w h r r e εεε=8.889； ()()()()8.0/258.0264.0/3.0412.0+-++=?h w h w h l e e εε ?l=0.543mm ； 可以得到矩形贴片长度为： l f c L e r ?-= 22ε=18.08mm 馈电点距上边角的距离z 计算如下： ) 2( cos 2 ) (cos 2)(5010 2 2z R z G z Y e r in ?===λεπβ 2 20 90W R r λ= （0λ< 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。 二、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 2 20 90W R r λ= （0λ< 技术规范书 目录 第一章技术规范 (1) 1 总则 (1) 2 工程概况 (3) 3 工作范围 (6) 4 性能要求 (7) 5 质量保证 (10) 第二章供货范围 (13) 1 一般要求 (13) 2 供货范围 (14) 第三章技术资料和交付进度 (15) 1 一般要求 (15) 2 资料提交的基本要求 (15) 第四章工期要求 ............................................ 错误!未定义书签。第五章差异表 (16) 第一章技术规范 1 总则 1.1 本技术规范书适用于濮阳龙丰”上大压小”新建项目输煤构筑物外墙增加压型彩钢板及干挂蘑菇石封闭。它提出了该产品的性能、结构、设计、供货等方面的技术要求。 1.2 本技术规范书提出的是最低限度的技术要求，未规定所有的技术要求和适用的标准。投标方应提供一套满足本技术规范书和所列标准要求的高质量产品及其相应服务，同时必须满足国家有关安全、环保等强制性标准的要求。 1.3 如对本技术规范书提出差异（无论多少），都必须清楚地表示在本技术规范书第5节要求的“差异表”中。否则将认为投标方完全响应本技术规范书的要求。 1.4 投标方须执行本技术规范书所列标准。有矛盾时，按较高标准执行。投标方在产品设计和制造中所涉及的各项规程，规范和标准必须遵循现行最新版本的规定。 1.5 产品采用的涉及到的全部费用均被认为已包含在总报价中，投标方应保证招标方不承担有关设备专利的一切责任。 1.6 投标方应提供高质量的产品，即产品应是成熟可靠、技术先进的产品。如投标方提供的产品由于设计、制造质量问题而无法长期连续、 900MHz 同轴馈电矩形微带天线设计与HFSS 仿真 微带天线它是在一块厚度远小于工作波长的介质基片的一面敷以金属辐射片、一面敷以金属薄层做接地板而成。辐射片可以根据不同的要求设计成各种形状。 微带天线馈电有多种馈电方式，如微带线馈电、同轴线馈电、耦合馈电和缝隙馈电等。其中，最常用的是微带线馈电和同轴线馈电两种馈电方式。 同轴线馈电又称背馈，它是将同轴插座安装在接地板上，同轴线内的导体穿过介质基片接在辐射贴片上。若寻取正确的馈电点位置，就可以获得良好的匹配。 1 矩形微带天线的特性参数 1.1 微带辐射贴片尺寸估算 设计微带天线的第一步是选择合适的介质基片，假设介质的介电常数为r ε，对于工作频率f 的矩形微带天线，可以用下式设计出高效率辐射贴片的宽度ω，即为： 2 1 )2 1(2-+=r f c εω（1） 式中，c 是光速，8 10*3=c 。 辐射贴片的长度一般取为 2 e λ，e λ是介质内的导波波长，即为： e e f c ελ= （2） 式中，e ε是有效介电常数，即为： 2 1 )121(2 1 2 1 -+-+ += ω εεεh r r e （3） 考虑到边缘缩短效应后，实际上的辐射单元长度L 应为： L f c L e ?-= 22ε（4） 式中，L ?是等效辐射缝隙长度，即为： ) 8.0)(258.0() 264.0)(3.0(412.0+-++=?h h h L e e ωεωε（5） 2. 同轴馈电矩形微带天线设计 在使用同轴馈电时，在阻抗匹配方面，在主模10TM 工作模式下，馈电点在矩形辐射贴片长度L 方向边缘处（x=±L/2）的输入阻抗最高，约为100Ω-400Ω。馈电点在宽度ω方向的位移对输入阻抗的影响很小。但在宽度方向上偏离中心位置时，会激发n TM 1模式，增加天线的交叉极化辐射。因此，宽度方向上馈电点的位置一般取在中心点。 由下式可以近似计算出输入阻抗为50Ω时的馈电点的位置： )1 1(2 1re L L ξ- = （6） 式中， 2 1 )121(21 2 1 )(-+-+ += L h L r r re εεξ（7） 3. 设计要求 使用HFSS 设计中心频率为915MHz 的矩形微带天线，并给出天线参数。介质基片采用厚度为1.6mm 的RF4环氧树脂板，天线馈电方式采用50Ω同轴线馈电。 x 图1 同轴馈电俯视图 天线初始尺寸的计算： 辐射贴片宽度：mm 77.99=ω 辐射贴片长度：mm L 89.77= 50Ω匹配点初始位置1L ，计算出初始位置后，然后再使用HFSS 的参数扫描分析和优化设计功能，分析给出50Ω匹配点的实际位置即可，mm L 91.191=。 班级： 姓名： 学号： 指导教师：徐维 成绩： 电子与信息工程学院 信息与通信工程系 1微带天线简介 微带天线的概念首先是有Deschaps 于1953年提出来的，经过20年左右的发展，Munson 和Howell 于20世纪70年代初期造出了实际的微带天线。微带天线由于具有质量轻、体积小，易于制造等优点，现今已经广泛应用于个人无线通信中。 假设矩形贴片的有效长度设为L e ，则有 L e =λg /2 式中，λg 表示导波波长，有 λg =λ0/ε 式中，λ0表示自由空间波长；εe 表示有效介电常数，且 εe =21)121(2121-+-++w h εε 式中，εr 表示介质的相对介电常数；h 表示介质厚度；w 表示微带贴片的宽度。 因此，可计算出矩形贴片的实际长度L ，有 L=L e -2ΔL=λ0/e ε-2ΔL=2102-e f c εΔL 式中，c 表示真空中的光速；f 0表示天线的工作频率；ΔL 表示等效的辐射缝隙的长度，且有 ΔL=0.412h ()()()() 8.0264.0258.03.0++-+h W h W εε 矩形贴片的宽度W 可以由下式计算， W=21 2102-??? ??+εf c 对于同轴线馈电的微带贴片天线，在确定了贴片长度L 和宽度W 之后，还需要确定同轴线馈点的位置，馈点的位置会影响天线的输入阻抗。在微波应用中通常是使用50Ω的标准阻抗，因此需要确定馈点的位置使天线的输入阻抗等于50Ω.对于如图所示的同轴线馈电的微带贴片天线，坐标原点位于贴片的中心以（x f ，y f ）表示馈点的位置坐标。 对于TM 10模式，在W 方向上的电场强度不变，因此理论上的W 方向上的任一点都可以作为馈点，为了避免激发TM 1n 模式，在W 方向上的馈点的位置一般取在中心点，即 y f =0 在L 方向上电场有λg /2的改变，因此在长度L 方向上，从中心点到两侧，阻抗逐渐变大；输入阻抗等于50Ω时的馈点可以由下式计算， x f =) (2L L ξ 式中， )121(2121 21)(l h L +--++=εεξ 上述分析都是基于参考地平面是无限大的基础上的，然而实际设计中，参考地都是有限面积的，理论分析证明来了当参考地平面比微带贴片大出6h 的距离时，计算结果就可以达到足够的准确，因此设计中参考地的长度L GND 和宽度W GND 只需要满足以下条件即可， L GND ≥L+6h W GND ≥W+6h 2设计指标和天线结构参数计算 我这次设计的矩形微带天线工作于ISM 频段，其中心频率为 2.45GHz ；无线局域网（WLAN ）、蓝牙、ZigBee 的无线网络均可以工作在该频段上。选用的介质板材为Rogers R04003，其相对介电常数εr =3.38，厚度h=5mm ；天线使用同轴线馈电。微带天线的三个关键参数如下：工作频率f 0=2.45GHz ；介质板材的相对介电常数εr =3.38；介质厚到h=5mm 。 1.矩形贴片的宽度W 把c=3.0×108 m/s ，f0=2.45GHz ，εr =3.38带入，可以计算出微带天线矩形贴片的宽度，即 W=0.0414m=41.4mm 第五章技术标准和要求 技术规范书 一、总则 1、本技术规范书是2017-2018年度中国联合网络通信有限公司新疆维吾尔自治区分公司 室内覆盖系统、小区覆盖系统、WLAN系统工程施工招标文件向投标方提出的技术要求，作为 投标方制定技术应答书的依据。投标方可根据自身实际情况进行点对点应答，投标文件必须对 招标文件的每一条款作出明确答复，不应使用诸如“已知”、“理解”、“同意”等非明确答复， 否则可能导致投标无效。投标人须对每一款作出明确答复(如果需要，可给出详细的应答内容)，否则将可能被视为放弃应答。诸如“已知”、“理解”、“明白”或“同意”等这样非确切的答复 是不可接受的。如招标文件中所列指标有具体要求、参数或指标要求的，投标文件中除回答“满足”、“部分满足”或“不满足”外，还须列出具体要求、参数或指标。 2、对于本规范书提出的有关要求，投标方应在技术应答书中逐条应答，说明能否满足要求。如有不符合之处，须提出充分理由并加以详尽说明。对于相关技术参数指标、组织架构、 组织运作等内容的应答，投标方应在投标文件中提供相应的测试报告或其他证明文件资料。 3、投标方按本技术规范书要求为招标方室内分布系统、小区覆盖系统、WLAN系统网络建 设提供工程施工服务。“工程施工服务”是指室内分布系统、小区覆盖系统、WLAN系统建设中 涉及的协助设计院进行工程勘测、站点方案设计配合、物业协调和谈判、系统安装、开通调试（不含主设备调测、交钥匙工程涉及设备的调测）、培训、保修和售后服务等一切服务。 4、投标方所提供服务和辅助材料的性能、功能应完全符合投标方申明的标准，并满足或 高于招标方提出的要求。本技术规范书中未说明但国际、国家、行业标准、企业标准、中国联通集团及中国联通新疆分公司已有相关要求或建议的，投标方提供的服务和辅助材料的性能、 功能应符合相应的最新要求或建议。 5、投标方应按应答承诺提供工程施工服务和辅助材料，不得擅自更换。 6、对于本技术规范书中未能提出的系统性能指标和不合理的功能配置，投标方应在建议 书中加以补充说明，并提供有关详细资料。 7、投标方应派遣具备相应资质、熟悉设备、经验丰富的技术专家或技术人员提供优良的 服务。 8、所有由投标方提供的产品或服务（由投标方提供的解决方案中所涉及到的所有项目包 括技术，软硬件等）所引发的知识产权纠纷由投标方负责，招标方对此不承担任何责任。 9、若因投标方提供的辅助材料品质不合格或工程服务质量不合格造成的费用或损失由投 标方承担，由此造成重大损失的，招标方有权取消投标方的中标资格，并保留向投标方提出进一步索赔的权利。 技术规范书 1．项目概况。 本项目为中国电信河南公司2016-2018年度通信工程结算审计服务项目，审计金额每年约8亿元，工程项目约2万项,预估年审计费用约360万元，最终结算审计费以审计工作量和审减金额为基础核算。通信工程分布在全省18个地市分公司，投标人将全省项目作为一个整体投标,在审计实施时，招标方将同一地市公司的项目分批次委托审计机构进行结算审计。审计机构应按照招标方要求在不同地市分公司内开展审计工作。 2．对审计机构的一般要求 审计工作应满足国家、行业、中国电信集团相关审计规范的要求。审计机构必须以正式编制在册的审计人员参与本项目工程审计，不得使用挂靠人员★。 3 .人员要求 3.1 审计机构应设立项目组，并根据所审核专业配备适当人选，项目主要负责人具有注册造价工程师资格并具有5年以上同类项目业务经验。 3.2送审额在100万元以下的，必须配备2名及以上审计人员，审计人员要具备概预算员(含）以上资质，送审额超过100万元的，每增加100万送审额必须增配至少１名审计人员★。 3.3 投标人须按下表提供为本项目配备的人员清单： 注：需附人员身份证复印件及资质证书复印件。 3.4 项目组审计人员必须保持相对的稳定，若需调整，调入人员的工作经验及资质、素质应不低于调出人员，并事先征得委托方同意；否则委托方有权终止合同并追究审计方的违约责任。 3.5审计机构选派的审计人员必须恪守职业道德，未受到有关部门处罚，无不良 从业记录。 3.6审计机构应统一审计标准，避免出现不同审计人员对同一问题做出不同审计意见的情况。 3.7审计人员能满足长期出差要求★ 4.时限要求 4.1审计时限是指自审计机构收到审计委托通知书到出具审计报告并在审计信息系统办结的天数。 ?单批报审金额在100万（含）以下，15天内完成结算审计，并出具结算审计报告 ?单批报审金额在100万-200万（含），20天内完成结算审计，并出具结算审计报告 ?单批报审金额在200万-500万（含），25天内完成结算审计，并出具结算审计报告 ?其他委托的审计项目，临时协商确定时限。 5.审计机构进场 审计机构收到审计委托通知书后应主动联系建设单位，并在2天内展开审计工作。 6.通信工程结算审计的内容 6.1预算工作量及造价计算是否准确； 6.2施工单位和监理单位是否尽责，随工记录、竣工资料和监理资料是否真实、完整、有效； 6.3项目验收是否及时、合规，结算书的编制及提交是否及时、完整； 6.4实际结算工作量与预算工作量是否存在较大差异，其差异原因是否合理、充分，计算是否准确； 6.5是否正确套用定额，计算是否准确； 6.6各种取费是否按规定标准计取，依据是否充分； 6.7主要材料使用量和价格是否真实、准确，建设单位自行采购的设备、材料价格是否符合中国电信集团公司、中国电信河南公司统一集中采购价格。 6.8工程变更签证是否真实、合理，是否得到施工单位、建设单位、监理单位、设计单位的共同确认，实际情况是否与竣工图纸一致； 6.9其他需要关注的情况； 7.现场勘查 一.微带天线简介 微带天线的概念首先是有Deschaps于1953年提出来的，经过20年左右的发展，Munson和Howell于20世纪70年代初期造出了实际的微带天线。微带天线由于具有质量轻、体积小，易于制造等优点，现今已经广泛应用于个人无线通信中。 上图是一个简单的微带贴片天线的结构，由辐射元、介质层和参考地三部分组成。与天线性能相关的参数包括辐射元的长度L、辐射元的宽度W、介质层的厚度h、介质的相对介点常数ε和损耗正切tanδ、介质的长度LG和宽度WG。图中所示的天线是采用微带线来馈电的，本次我要设计的矩形微带贴片天线采用的是同轴线馈电，也就是将同轴线接头的内芯线穿过参考地和介质层与辐射元相连接。 对于矩形贴片微带天线，理论分析时采用传输线模型来分析其性能。矩形贴片微 带天线的工作模式是TM 10模，意味着电场在长度L 方向上有λg /2的改变，而在 宽度W 方向上保持不变，如图所示，在长度方向上可以看成有两个终端开路的缝隙辐射出电磁能量，在宽度方向的边缘由于终端开路，所以电压值最大电流值最小。从图中可以看出微带线边缘的电场可以分解成垂直参考地的分量和平行于参考地的分量两部分，两个边缘的垂直电场分量大小相等、方向相反，平行电场分量大小相等、方向相反；因此，远区辐射电场垂直分量相互抵消，辐射电场平行于天线表面。 假设矩形贴片的有效长度设为L e ，则有 L e =λg /2 式中，λg 表示导波波长，有 λg =λ0/ε 式中，λ0表示自由空间波长；εe 表示有效介电常数，且 εe =21)121(2121-+-++w h εε 式中，εr 表示介质的相对介电常数；h 表示介质厚度；w 表示微带贴片的宽度。 因此，可计算出矩形贴片的实际长度L ，有 L=L e -2ΔL=λ0/e ε-2ΔL= 2102-e f c εΔL 式中，c 表示真空中的光速；f 0表示 ΔL 表示等效的辐射缝隙的长度，且有 ΔL=0.412h ()()()() 8.0264.0258.03.0++-+h W h W εε 矩形贴片的宽度W 可以由下式计算， W=21 2102-??? ??+εf c 对于同轴线馈电的微带贴片天线，在确定了贴片长度L 和宽度W 之后，还需要确定同轴线馈点的位置，馈点的位置会影响天线的输入阻抗。在微波应用中通常是使用50Ω的标准阻抗，因此需要确定馈点的位置使天线的输入阻抗等于50Ω. 对于如图所示的同轴线馈电的微带贴片天线，坐标原点位于贴片的中心以 （x f ，y f ）表示馈点的位置坐标。 一、产品需求 TD-LTE扩大规模试验网深圳工程无线配套及电源建设项目采购规模预估如下： 二、产品技术规范 参选方必须对以下每一条款作出逐点应答，只能使用“满足”、“不满足”、“满足并且优于”三种词语作答，并附带详细的解释说明及相关文件；其它用词（包括“部分同意”、“部分接受”、“部分满足”、“明白”、“理解”、“注意到”等，以及补充说明的文字在内）均视为“不满足”；点对点应答中的漏项，均视为“不满足”。 1、定义 本技术规范采用如下定义。 1.1 增益（dBi） 指天线最大辐射方向的增益值，取同一频段内高中低三个频率点增益的分贝平均值。 1.2 半功率波瓣宽度HPBW 在功率方向图主瓣中，相对最大辐射方向功率下降到一半或小于最大值3dB的两点之间的波束宽度。 1.3 交叉极化比Cross polar ratio 给定方向上主极化分量与交叉极化分量的功率之比。 1.4 电下倾角Electrical downtilt 利用电性能使天线垂直波束向下偏移，最大辐射方向与天线法线之间的夹角。 1.5 隔离度Isolation 多端口天线上一个端口的入射功率与该入射功率在其他端口上可得到的入射功率之比。 1.6 前后比Front-to-back ratio 定向天线的前后比是指主瓣的最大辐射方向（规定为0°）的功率通量密度与相反方向附近（规定为180°土30°范围内）的最大功率通量密度之比值。 1.7 交调Intermodulation 天线交调产物是指当两个或多个频率信号经过天线时，由于天线的非线性而引起的与原信号频率有和差关系的射频信号。 1.8 驻波比Voltage Standing Wave Ratio 把天线作为无耗传输线的负载时，沿传输线上电压波最大值和最小值的比值。 《现代电子电路》课程设计题目矩形微带天线的设计与仿真 单位（院、系）：信息工程学院 学科专业: 电子与通信工程 学号：416114410159 姓名：曾永安 时间：2011.4.25 矩形微带天线的设计与仿真 学科专业：电子与通信工程学号：416114410159 姓名：曾永安指导老师：吴毅强 摘要：本文介绍了一种谢振频率为2.45GHz，天线输入阻抗为50Ω的使用同轴线馈电的矩形微带天线。通过HFSS V10软件对该天线进行仿真、优化，最终得到最佳性能。 关键词：HFSS，微带线，天线 Design and Simulation of Rectangular Microstrip Antenna Abstract:This paper introduces a rectangular microstrip antenna which works at resonance frequency of 2.45GHz and antenna input impedance of 50Ω and is fed by coaxial cable. The model of the antenna is set up a nd simulated by ANSOFT HFSS V10 ,and the optimal parameters of the microstrip antenna are obtained as well. Key words:HFSS,Microstrip,Antenna 1.引言 微带天线的概念首先是由Deschamps于1953年提出来的，经过20多年的发展，Munson和Howell于20世纪70年代初期制造了实际的微带天线。微带天线结构简单,体积小,能与载体共形, 能和有源器件、电路等集成为统一的整体,已被大量应用于100MHz～100GHz宽频域上的无线电设备中, 特别是在飞行器和地面便携式设备中得到了广泛应用。微带天线的特征是: 比通常的微波天线有更多的物理参数, 可以有任意的几何形状和尺寸；能够提供50Ω输入阻抗,不需要匹配电路或变换器；比较容易精确制造, 可重复性较好；可通过耦合馈电, 天线和RF电路不需要物理连接；较易将发射和接收信号频段分开；辐射方向图具有各向同性。本文设计的矩形微带天线工作于ISM频段，其中心频率为2.45GHz；无线局域网、蓝牙、ZigBee等无线网络均可工作在该频段上。选用的介质板材为Rogers R04003，其相对介电常数εr=3.38,厚度h=5mm；天线使用同轴线馈电。 2.微带贴片天线理论分析 图1是一个简单的微带贴片天线的结构，由辐射元、介质层和参考地三部分组成。与天线性能相关的参数包括辐射元的长度L、辐射元的宽度W、介质层的厚度h、介质的相对介电常数 r和损耗角正切tanδ、介质层的长度LG和宽度WG。图1所示的微带贴片天线采用微带线馈电，本文将要设计的矩形微带天线采用的是同轴线馈电，也就是将同轴线街头的内芯线穿过参考点和介质层与辐射元相连接。 图1 微带天线的结构 中国移动通信有限公司2006年集束天线集中采购技术规范书 中国移动通信有限公司 二零零六年九月 目录 一总则 (1) 二规范性引用文件 (5) 三、质量管理与保障体系 (5) 四、集束天线的示意说明和投标方实际工程集束天线图片 (6) 五、集束天线主要性能指标及要求 (6) 六、供货及验收 (4) 七、服务 (5) 八、技术资料和技术培训 (6) 本技术规范书是中国移动通信有限公司就向其提供集束天线的投标人提出的技术要求，作为投标人制定技术应答书的依据。 一、总则 1.对于本规范书提出的有关要求，投标人应在技术应答书中逐项答复， 应答要求为“满足并优于”、“满足”、“部分满足”、“不满足”。对于相关技术参数指标等内容，投标人应说明能否满足要求，并应答具体数值，同时应在投标文件中提供相应的测试报告或其他证明文件资料。 2.对于本规范书中未能提出的系统性能指标和不合理的功能配置，投 标人应在建议书中加以补充说明，并提供有关详细资料。 3.投标人应根据招标项目的要求提出完整的设备配备和实施方案，如 有缺漏，由投标人免费补足。 4.招标人有权在签定最终合同前，根据需要修改本规范书。规范书的 最终解释权在招标人。 5.本次招标仅限于室外基站用集束天线，不包括室内分布系统中所涉 及的天线。 6.天线使用经验 为本项目提供的集束天线类型必须是经过工程实际使用并通过竣工验收、同时必须是为一个以上电信运营商提供一年以上满意服务的集束天线类型。 2004－2005年（对中国移动）集束天线供货记录 注：填报对中国移动各省（市）移动通信公司的集束天线供货记录。 2004－2005年（对其它电信运营商）集束天线供货记录 表2 注：只填报对中国联通的集束天线供货记录。 7.本技术规范书根据投标人的应答，经完善后将作为商务合同的附件之一。 8.采购清单 集束天线按照内置天线的型号可分为以下类型: 基于HFSS矩形微带贴片天线的仿真设计 实验目的：运用HFSS的仿真能力对矩形微带天线进行仿真实验内容：矩形微带天线仿真：工作频率 天线结构尺寸如表所示: 一、新建文件、重命名、保存、环境设置。 （1）、菜单栏File?save as,输入Antenna,点击保存。 （2）.设置激励终端求解方式：菜单栏HFSS>Solution type>Driven Termin ，点击OK （3）、设置模型单位：3D Modeler>Units 选择mm,点击OK （4）、菜单栏Tools>>Options>>Modeler Options, 勾选” Edit properties of new pri ” ,点击OK 二、建立微带天线模型 （1）点击三仓U 建GND,起始点：x:0 ，y:0 ，z: ，dx:,dy:32,dz: (2) 介质基片：点击 ：比，：x:0, y:0 , z:0。dx: , dy: 32 , dz:-, 修改名称为Sub,修改 材料属性为 Rogers RT/Duriod 5880，修改颜色为绿色 点击OK (3) 建立天线模型patch ， 点击^已，x:,y: 8, z:0 ，dx: ，dy: 16 ，dz: 命名为patch ，点击OK (4) 建立天线模型微带线 MSLine 点击’硏，x:,y: 0, ,z: 0 ， dx: ，dy: 8 ，dz:， 命名为MSLine,材料pec,透明度 选中 Patch 和 MSLine,点击 Modeler>Boolean>Unite (5) 、建立端口。创建供设置端口用的矩形，该矩形连接馈线与地 Modeler>Grid Plane>XZ ，或者设置回厂刁冈 习 点击 e ，创建Port 。命名为port 双击 Port 下方 CreatRectangle 输入：起始点：x: ，y: 0，z:-，尺寸：dx: ，dy: 0 ，dz: (6) 、创建 Air 。 点击1 ，x:-5 ，y:-5 ，z:， dx:, dy:42, dz: 修改名字为Air ，透明度. 三、设置边界条件和端口激励。 (1)设置理想金属边界：选择 GND 右击Assign Boundaries>>Pefect E 将理想边界命名为：PerfE_GND ，点击OK (2)、设置边界条件：选择 Port ，点击 Assign Boundaries>>Pefect E 在对话框中将其命名为 PerfE_Patch ，点击0K ，透明度。 修改名称为GND,修改材料属性为pec ,技术规范书
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