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喇叭天线的设计1206030201

喇叭天线的设计1206030201
喇叭天线的设计1206030201

微波技术与天线课程设计——角锥喇叭天线

姓名:吴爽

学号:01

目录

一.角锥喇叭天线基础知识............. 错误!未定义书签。

1.口径场

错误!未定义书签。

2.辐射场

错误!未定义书签。

3.最佳角锥喇叭.................... 错误!未定义书签。

4. 最佳角锥喇叭远场 E 面和 H面的主瓣宽度错误!未定义书签。

二.角锥喇叭设计实例................. 错误!未定义书签。

1.工作频率

错误!未定义书签。

2.选用作为激励喇叭的波导....... 错误!未定义书签。

3.确定喇叭的最佳尺寸........... 错误!未定义书签。

4.喇叭与波导的尺寸配合......... 错误!未定义书签。

5.天线的增益................... 错误!未定义书签。

6.方向图....................... 错误!未定义书签。

一.角锥喇叭天线基础知识

角锥喇叭是对馈电的矩形波导在宽边和窄边均按一定张角张开而形成的,如下图所示。矩形波导尺寸为a×b,喇叭口径尺寸为D H×D E,其E面(yz 面)虚顶点到口径中点的距离为R ,H 面(xz 面)内虚顶点到口径中点的距离为R E,H 面(xz 面)内虚顶点到口径中点的距离为R H。

1.口径场

角锥喇叭内的电磁场,目前还未有严格的解析解结果,原因在于,角锥喇叭在 x和 y两个方向随喇叭的长度方向均是渐变

而逐渐扩展的, 因而要在一个正交坐标系下求得角锥喇叭内的场的严格解析解是困难的。通常近似地认为,矩形角锥喇叭中的电磁场具有球面波特性,而且假设角锥喇叭口径面上的相位分布沿x 和 y 两个方向均为平方律变化。

按此假设,可写出角锥喇叭的口径场为:

η

πβy

X R y R x j H y E H e

D x

E E E

H -

==+-)

2(022

)cos( ()

如果是尖顶角锥喇叭,则 R H = R E ,可用作标准增益喇叭。若是楔形喇叭,则R H ≠R E 。由此口径面场分布计算的远场与实测的结果吻合的很好,说明了假设的口径场分析模型的正确性。

2. 辐射场

由角锥喇叭的口径场分布,仿照前面求 E 面和 H 面扇形喇叭远区辐射场的步骤,就可以求出角锥喇叭的远区辐射场表达式。由于计算过程较繁,这里直接给出结果。

]

)cos 1([cos 2]

)cos 1([sin 200H E r j H E r

j I I r

e E j E I I r e E j E θ?λθ?λβ?βθ+=+=-- ()

其中:

{(21)

2/(22C

e

R I H x R j H H +=-βββ

π ()

212

e

R I Y j E E =-ββ

π ()

H x H

x D D /cos sin /cos sin 21π?θββπ?θββ-=+=

H

H x H H H x H H

H x H H H x H R R D u R R D u R R D u R R D u πβββπβββπβββπβββ/)2/(/)2/(/)2/(/)2/(21211111-=+=-=+=

)

sin sin 2()

sin sin 2

(21?θπβ?θπβE E

E E E

E R D R w R D R w -=+= () 角锥喇叭的 E 面和 H 面场为:

2

/||====??π?θE E E E H E

在角锥喇叭的 D E 、R E 、D H 、R H 与扇形喇叭的相同时,可以证明:

■角锥喇叭在 E 面的方向图与 E 面扇形喇叭的 E 面方向图相同;

■角锥喇叭在 H 面内的方向图与 H 面扇形喇叭在 H 面内的方向图相同。

确定(取 γ/β =1 )。绘出的幅度三维图及 E 面和 H 面方向图如下图所示:

3.最佳角锥喇叭

是指角锥喇叭的尺寸在 H 面和 E 面分别取最佳,即

λ

λ2322E

Eop

H Hop D R D R ==2

43822)2(

2

2

π

π

λπβ=

===Em H H H H Hm

R D R D 这样,就可使角锥喇叭的增益为最大.

4. 最佳角锥喇叭远场 E 面和 H 面的主瓣宽度

Z 由于在相同的 R E 和 D E 条件下, 角锥喇叭的E 面方向图与 E 面扇形喇叭的E 面方向图相同,在相同的 RH 和 DH 条件下,角锥喇叭的 H 面方向图与 H 面扇形喇叭的方向图相同,则最佳角锥喇叭 E 面和 H 面方向图的主瓣宽度分别由式和表示,即:

2θ=λ/D 1 rad=80λ/D 1(°) 2θ=λ/D 1 rad=54λ/D 1(°) 角锥喇叭作天线时,可按此要求设计。

二.角锥喇叭设计实例

1. 工作频率

学号:01

1000+50+1500=2500MHZ

波长λ=c/f=

2.选用作为激励喇叭的波导

波导的尺寸a,b应保证波导内只传输TE10波。

因此选取

a=λ=

λ

3.确定喇叭的最佳尺寸

垂直极化,电场方向垂直于地面

已给定波束宽度

水平面:2θ=λ/D1 rad=80λ/D1(°)

求得 D1= (2θ=10)

垂直面:2θ=λ/D1 rad=54λ/D1(°)

求得 D2= (2θ=15)确定尺寸D1,D2

喇叭尺寸确定后,由喇叭最佳尺寸公式:

R H=D12/3λ

R E=D22/2λ

求出喇叭的长度:R H=

R E=

4.喇叭与波导的尺寸配合

对于角锥喇叭天线,最后确定其尺寸时,还要考虑喇叭有波导在颈部的尺寸配合问题,如下图所示:

根据几何关系得出:

H H H

L R R a D -=1 E

E E

L R R b D -=2 代入L E =L H 得到关系式:1

2

/1/1D a D b R R E H --= 验证:

29.3=E

H

R R 而

=--1

2

/1/1D a D b

将R E 修改为

cm R H

51.2995116

.0=

5.天线的增益

9.182451

.0212

==D D G λ

π

= Db

6.方向图

理论计算公式:角锥喇叭E 面方向图和H 面方向图分别为对应的E 面扇形喇叭的E 面方向图和H 面扇形喇叭的H 面方向图。

E 面方向图:

??????+--=-),()cos 1()2(8'2'12

)2/sin (1222t t F e

r e E kR a j FE kR j jkr θππθθ 其中:??

?

??--

=

θπsin 2222'1R D R k t

??

?

??-+

=

θπsin 2222'

2R D R k t

H 面方向图:

[]{}

)

,(),()cos 1(8'

'2''1'2'11221t t F e t t F e r e kR b jE FH jf jf jkr ++=-θπ

其中:??

? ??--

=

1'

11'121R k kD kR t x π

??? ??-+

=

1'

11'221R k kD kR t x π ??? ??--

=

1'

'11''121R k kD kR t x π ??

? ??-+

=

1'

'11'

'221R k kD kR t x π

1'sin D k k x π

θ+

=

1''sin D k k x π

θ-

=

)]()([)]()([),(121221t S t S j t C t C t t F ---=

dt

t x C x

?=02)2cos()(π

<余弦Fresnel 积分> dt t x S x ?=02)2sin()(π

<正弦Fresnel 积分>

Matlab源程序:

E面方向图

clc

clear

%a=input('请输入角锥输入端宽度(H面)单位mm a=') a=;

a=a*10.^(-3);

%b=input('请输入角锥输入端宽度(E面)单位mm b=') b=4;

b=b*10.^(-3);

%D1=input('请输入角锥口径宽度(H面)单位mm A=') D1=94;

D1=D1*10.^(-3);

%D2=input('请输入角锥口径宽度(E面)单位mm B=')

D2=;

D2=D2*10.^(-3);

%h=input('请输入喇叭口长度单位mm H=')

h=227;

h=h*10.^(-3);

%f=input('请输入工作频率单位f=')

f=25500;

f=f*10.^6;

lamd=3*10.^8/f;

R2=h/(1-b/D2);

theta=-60::60;

k=2*pi/lamd;

theta1=theta.*pi/180;

t1_1=sqrt(k/(pi*R2)).*(-(D2/2)-R2.*sin(theta1));

t2_1=sqrt(k/(pi*R2)).*((D2/2)-R2.*sin(theta1));

EE=exp(j.*(k.*R2.*(sin(theta1))./2)).*F(t1_1,t2_1);

FE=-j.*(a*sqrt(pi*k*R2)/8).*(-(1+cos(theta1))*(2/pi)*(2/pi).*EE); FE1=abs(FE);

FE1=FE1./max(FE1);

FEdB=20*log10(FE1);

figure(1)

plot(theta,FEdB);grid on

title('角锥喇叭E面方向图')

xlabel('Angle(\theta)/\ circ')

ylabel('Gain(\theta)')

H面方向图

R1=h/(1-a/D1);

theta=-60::60;

k=2*pi/lamd;

theta1=theta.*pi/180;

kx_1=k.*sin(theta1)+pi/D1;

kx_11=k.*sin(theta1)-pi/D1;

f1=kx_1.*kx_1*R1/(2*k);

f2=kx_11.*kx_11*R1/(2*k);

t1_1=sqrt(1/(pi*k*R1)).*(-(k*D1/2)-kx_1*R1);

t2_1=sqrt(1/(pi*k*R1)).*((k*D1/2)-kx_1*R1);

t1_11=sqrt(1/(pi*k*R1)).*(-(k*D1/2)-kx_11*R1);

t2_11=sqrt(1/(pi*k*R1)).*((k*D1/2)-kx_11*R1);

FF=exp(j.*f1).*F(t1_1,t2_1)+exp(j.*f2).*F(t1_11,t2_11); FH=j.*(b/8).*sqrt((k*R1/pi)).*((1+cos(theta1)).*FF); FH1=abs(FH);

FH1=FH1./max(FH1);

FHdB=20*log10(FH1);

figure(1)

plot(theta,FHdB);grid on

title('角锥喇叭H面方向图')

xlabel('Angle(\theta)/\ circ')

ylabel('Gain(\theta)')

所用子函数F:

%%F(t1,t2)=[C(t2)-C(t1)]-j[S(t2)-S(t1)]

function y=F(t1,t2)

C2=mfun('FresnelC',t2);

C1=mfun('FresnelC',t1);

S2=mfun('FresnelS',t2);

S1=mfun('FresnelS',t1);

y=(C2-C1)-j.*(S2-S1);

end

实验七 微带贴片天线的设计与仿真

实验七微带贴片天线的设计与仿真 一、实验目的 1.设计一个微带贴片天线 2..查看并分析该微带贴片天线的 二、实验设备 装有HFSS 13.0软件的笔记本电脑一台 三、实验原理 传输线模分析法求微带贴片天线的辐射原理如下图所示: 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。 四、实验内容 利用HFSS软件设计一个右手圆极化天线,此天线通过微带结构实现。中心频率为2.45GHz,选用介质基片R04003,其介电常数为εr=2.38,厚度为h =5mm。最后得到反射系数和三维方向图的仿真结果。 五、实验步骤 1.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。

喇叭天线地设计1206030201

微波技术与天线课程设计—— 角锥喇叭天线 :吴爽 学号:1206030201

目录 一.角锥喇叭天线基础知识 (3) 1. 口径场 (3) 2. 辐射场 (4) 3.最佳角锥喇叭 (7) 4. 最佳角锥喇叭远场E 面和H面的主瓣宽度 (7) 二.角锥喇叭设计实例 (7) 1. 工作频率 (8) 2.选用作为激励喇叭的波导 (8) 3.确定喇叭的最佳尺寸 (8) 4.喇叭与波导的尺寸配合 (9) 5.天线的增益 (10) 6.方向图 (10)

一.角锥喇叭天线基础知识 角锥喇叭是对馈电的矩形波导在宽边和窄边均按一定角开而形成的,如下图所示。矩形波导尺寸为a×b,喇叭口径尺寸为D H×D E,其E面(yz 面)虚顶点到口径中点的距离为R ,H 面(xz 面)虚顶点到口径中点的距离为R E,H 面(xz 面)虚顶点到口径中点的距离为R H。 1. 口径场 角锥喇叭的电磁场,目前还未有严格的解析解结果,原因在于,角锥喇叭在x和y两个方向随喇叭的长度方向均是渐变而逐渐扩展的,因而要在一个正交坐标系下求得角锥喇叭的场的严格解析解是困难的。通常近似地认为,矩形角锥喇叭中的电磁场具有球面波特性,而且假设角锥喇叭口径面上的相位分布沿x和y两个方向均为平方律变化。

按此假设,可写出角锥喇叭的口径场为: η πβy X R y R x j H y E H e D x E E E H -==+-)2(022)cos( (1.1) 如果是尖顶角锥喇叭,则 R H = R E ,可用作标准增益喇叭。若是楔形喇叭,则R H ≠R E 。由此口径面场分布计算的远场与实测的结果吻合的很好,说明了假设的口径场分析模型的正确性。 2. 辐射场 由角锥喇叭的口径场分布,仿照前面求 E 面和 H 面扇形喇叭远区辐射场的步骤,就可以求出角锥喇叭的远区辐射场表达式。由于计算过程较繁,这里直接给出结果。 ])cos 1([cos 2])cos 1([sin 200H E r j H E r j I I r e E j E I I r e E j E θ?λθ?λβ?βθ+=+=-- (2.1) 其中:

基于HFSS矩形微带贴片天线的仿真设计报告

.. .. .. 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。

喇叭天线设计要点

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所示。 图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。

2.4G 天线设计完整指南(原理、设计、布局、性能、调试)

本文章使用简单的术语介绍了天线的设计情况,并推荐了两款经过测试的低成本PCB天线。这些PCB天线能够与PRoC?和PSoC?系列中的低功耗蓝牙(BLE)解决方案配合使用。为了使性能最佳,PRoC BLE和PSoC4 BLE2.4GHz射频必须与其天线正确匹配。本应用笔记中最后部分介绍了如何在最终产品中调试天线。 1、简介 天线是无线系统中的关键组件,它负责发送和接收来自空中的电磁辐射。为低成本、消费广的应用设计天线,并将其集成到手提产品中是大多数原装设备制造商(OEM)正在面对的挑战。终端客户从某个RF产品(如电量有限的硬币型电池)获得的无线射程主要取决于天线的设计、塑料外壳以及良好的PCB布局。 对于芯片和电源相同但布局和天线设计实践不同的系统,它们的RF(射频)范围变化超过50%也是正常的。本应用笔记介绍了最佳实践、布局指南以及天线调试程序,并给出了使用给定电量所获取的最宽波段。

图1.典型的近距离无线系统 设计优良的天线可以扩大无线产品的工作范围。从无线模块发送的能量越大,在已给的数据包错误率(PER)以及接收器灵敏度固定的条件下,传输的距离也越大。另外,天线还有其他不太明显的优点,例如:在某个给定的范围内,设计优良的天线能够发射更多的能量,从而可以提高错误容限化(由干扰或噪声引起的)。同样,接收端良好的调试天线和Balun(平衡器)可以在极小的辐射条件下工作。 最佳天线可以降低PER,并提高通信质量。PER越低,发生重新传输的次数也越少,从而可以节省电池电量。 2、天线原理 天线一般指的是裸露在空间内的导体。该导体的长度与信号波长成特定比例或整数倍时,它可作为天线使用。因为提供给天线的电能被发射到空间内,所以该条件被称为“谐振”。 图2. 偶极天线基础 如图2所示,导体的波长为λ/2,其中λ为电信号的波长。信号发生器通过一根传输线(也称为天线馈电)在天线的中心点为其供电。按照这个长度,将在整个导线上形成电压和电流驻波,如图2所示。 输入到天线的电能被转换为电磁辐射,并以相应的频率辐射到空中。该天线由天线馈电供电,馈电的特性阻抗为50Ω,并且辐射到特性阻抗为377Ω的空间中。

实验一:微带天线的设计与仿真

实验一:微带天线的设计与仿真 一、实验步骤、仿真结果分析及优化 1、原理分析: 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 22z 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 。 2、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<

微带天线仿真设计(5)讲解

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

(整理)天线原理与设计习题集解答_第8_11章.

第八章 口径天线的理论基础(8-1) 简述分析口径天线辐射场的基本方 法。 答:把求解口径天线在远区的电场问题分为两部分: ①. 天线的内部问题; ②. 天线的外部问题; 通过界面上的边界条件相互联系。 近似求解内部问题时,通常把条件理想化,然后把理想条件下得到的解直接地或加以修正后作为实际情况下的近似解。这样它就变成了一个与外部问题无关的独立的问题了。 外部问题的求解主要有: 辅助源法、矢量法,这两种是严格的求解方法; 等效法、惠更斯原理法、几何光学法、几何绕射法,这些都是近似方法。 (8-2) 试述几何光学的基本内容及其在口径天线设计中的应用。 答:在均匀的媒质中,几何光学假设能量沿着射线传播,而且传播的波前(等相位面)处处垂直于射线,同时假设没有射线的区域就没有能量。 在均匀媒质中,射线为直线,当在两种媒质的分界面上或不均匀媒质传播时,便发生反射和折射,而且完全服从光的反射、折射定律。 B A l nds =? 光程长度: 在任何两个给定的波前之间,沿所有射线路径的光程长度必须相等,这就是光程定律。''PdA P dA = 应用: ①. 可对一个完全聚焦的点源馈电的天线系统,求出它在给定馈源功率方向图 为P(φ,ξ)时,天线口径面上的相对功率分布。 ②. 对于完全聚焦的线源馈电抛物柱面天线系统,口径上的相对功率分布也可 用同样类似的方法求解。 (8-3) 试利用惠更斯原理推证口径天线的远区场表达式。 解:惠更斯元产生的场: (1cos )2SP j r S SP jE dE e r βθλ-?= ?+?? 222)()(z y y x x r S S SP +-+-= r , r sp >>D (最大的一边)

HFSS矩形微带贴片天线的仿真设计报告

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 ,

用ADS设计微带天线

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<

天线原理与设计习题集解答_第8_11章

第八章口径天线的理论基础 (8-1) 简述分析口径天线辐射场的基本方法。 答:把求解口径天线在远区的电场问题分为两部分: ①. 天线的内部问题; ②. 天线的外部问题; 通过界面上的边界条件相互联系。 近似求解内部问题时,通常把条件理想化,然后把理想条件下得到的解直接地或加以修正后作为实际情况下的近似解。这样它就变成了一个与外部问题无关的独立的问题了。 外部问题的求解主要有: 辅助源法、矢量法,这两种是严格的求解方法; 等效法、惠更斯原理法、几何光学法、几何绕射法,这些都是近似方法。(8-2) 试述几何光学的基本内容及其在口径天线设计中的应用。 答:在均匀的媒质中,几何光学假设能量沿着射线传播,而且传播的波前(等相位面)处处垂直于射线,同时假设没有射线的区域就没有能量。 在均匀媒质中,射线为直线,当在两种媒质的分界面上或不均匀媒质传播时,便发生反射和折射,而且完全服从光的反射、折射定律。 B A l nds =? 光程长度: 在任何两个给定的波前之间,沿所有射线路径的光程长度必须相等,这就是光程定律。'' PdA P dA = 应用: ①. 可对一个完全聚焦的点源馈电的天线系统,求出它在给定馈源功率方向图 为P(φ,ξ)时,天线口径面上的相对功率分布。 ②. 对于完全聚焦的线源馈电抛物柱面天线系统,口径上的相对功率分布也可 用同样类似的方法求解。 (8-3) 试利用惠更斯原理推证口径天线的远区场表达式。 解:惠更斯元产生的场: (1cos) 2 SP j r S SP jE dE e r β θ λ -? =?+? ? 2 2 2) ( ) (z y y x x r S S SP + - + - =r , r sp>>D (最大的一边) 推广到球坐标系: sin cos sin sin cos x r y r z r θφ θφ θ =? ? ? =? ? ?= ? r= , S S x y r << Q

基于ADS的微带缝隙天线的仿真设计

课程设计说明书 题目:基于ADS的微带缝隙天线的仿真设计 学院(系): 年级专业: 学号: 学生姓名: 指导教师: 教师职称:

基于ADS的微带缝隙天线的仿真设计 摘要:通信系统的发展带来了天线行业的勃勃生机,在众多的天线类型中微带天线已成为当前研究的前沿之一,具有广阔的前景与实用意义。特别是微带缝隙天线,以其重量轻、剖面薄、平面结构且易与载体共形,馈电网络可与天线结构一起制成等优点已经引起天线工作者的广泛关注。本文就设计一个中心频率工作为880MHz,相对带宽为B=5%,介质板厚度h=1.6mm,损耗角正切tanδ=0.0018,介电常数为Er=2.3的微带缝隙天线展开研究以及仿真和优化。 关键词:ADS;微带缝隙天线;仿真设计; Design of microstrip slot antenna based on ADS simulation Abstract: Communication system development has brought the antenna the vitality of the industry, in many types of antenna microstrip antenna has become one of the forefront of current research, has broad prospects and practical significance. Microstrip slot antenna, in particular, with its light weight, thin section, flat structure and easy with conformal carrier, feeding the advantages of network can be made with the antenna structure has caused extensive concern of antenna workers. In this paper, the design of a work center frequency is 880 MHZ, relative bandwidth is B = 5%, medium plate thickness h = 1.6 mm, loss tangent tan delta = 0.0018, the dielectric constant of Er = 2.3 microstrip slot antenna study and simulation and optimization. Key words: ADS; Microstrip slot antenna. The simulation design; 学习目的 1. 学习射频电路的理论知识;

喇叭天线的设计1206030201

微波技术与天线课程设计——角锥喇叭天线 姓名:吴爽 学号:01

目录 一.角锥喇叭天线基础知识............. 错误!未定义书签。 1.口径场 错误!未定义书签。 2.辐射场 错误!未定义书签。 3.最佳角锥喇叭.................... 错误!未定义书签。 4. 最佳角锥喇叭远场 E 面和 H面的主瓣宽度错误!未定义书签。 二.角锥喇叭设计实例................. 错误!未定义书签。 1.工作频率 错误!未定义书签。 2.选用作为激励喇叭的波导....... 错误!未定义书签。 3.确定喇叭的最佳尺寸........... 错误!未定义书签。 4.喇叭与波导的尺寸配合......... 错误!未定义书签。 5.天线的增益................... 错误!未定义书签。 6.方向图....................... 错误!未定义书签。

一.角锥喇叭天线基础知识 角锥喇叭是对馈电的矩形波导在宽边和窄边均按一定张角张开而形成的,如下图所示。矩形波导尺寸为a×b,喇叭口径尺寸为D H×D E,其E面(yz 面)虚顶点到口径中点的距离为R ,H 面(xz 面)内虚顶点到口径中点的距离为R E,H 面(xz 面)内虚顶点到口径中点的距离为R H。 1.口径场 角锥喇叭内的电磁场,目前还未有严格的解析解结果,原因在于,角锥喇叭在 x和 y两个方向随喇叭的长度方向均是渐变

而逐渐扩展的, 因而要在一个正交坐标系下求得角锥喇叭内的场的严格解析解是困难的。通常近似地认为,矩形角锥喇叭中的电磁场具有球面波特性,而且假设角锥喇叭口径面上的相位分布沿x 和 y 两个方向均为平方律变化。 按此假设,可写出角锥喇叭的口径场为: η πβy X R y R x j H y E H e D x E E E H - ==+-) 2(022 )cos( () 如果是尖顶角锥喇叭,则 R H = R E ,可用作标准增益喇叭。若是楔形喇叭,则R H ≠R E 。由此口径面场分布计算的远场与实测的结果吻合的很好,说明了假设的口径场分析模型的正确性。 2. 辐射场 由角锥喇叭的口径场分布,仿照前面求 E 面和 H 面扇形喇叭远区辐射场的步骤,就可以求出角锥喇叭的远区辐射场表达式。由于计算过程较繁,这里直接给出结果。 ] )cos 1([cos 2] )cos 1([sin 200H E r j H E r j I I r e E j E I I r e E j E θ?λθ?λβ?βθ+=+=-- ()

矩形微带贴片天线设计及仿真

《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

微带天线仿真设计(圆形侧馈)

太原理工大学 微波技术与天线课程设计设计题目:微带天线仿真设计 学生姓名 学号 专业班级 指导教师

太原理工大学现代科技学院 课程设计任务书 注:课程设计完成后,学生提交的归档文件应按,封面—任务书—说明书—图纸的顺序进 行装订上交(大张图纸不必装订) 指导教师签名: 日期: 专业班级 学生姓名 课程名称 微波技术与天线课程设计 设计名称 微波器件或天线设计 设计周数 1.5周 指导教师 设计 任务 主要 设计 参数 1 熟悉HFSS 仿真平台的使用 2 熟悉微带天线的工作原理与设计方法 3 在HFSS 平台上完成如下仿真设计 题目一:三角形微带天线设计(同轴馈),900MHz ,1800MHz /2.4GHz , 4GHz /2.4GHz ,5.8GHz 学号为1、6完成此题 题目二:三角形微带天线设计(侧馈),900MHz ,1800MHz /2.4GHz , 4GHz /2.4GHz ,5.8GHz 学号为2、7完成此题 题目三:圆形微带天线设计(同轴馈),900MHz ,1800MHz /2.6GHz , 4GHz /2.4GHz ,5.8GHz 学号为3、8完成此题 题目四:圆形微带天线设计(侧馈),900MHz ,1800MHz /2.6GHz , 4GHz /2.4GHz ,5.8GHz 学号为4、9完成此题 题目五:半波偶极子天线设计,900MHz ,1800MHz /2.6GHz , 4GHz /2.4GHz ,5.8GHz 学号为5、0完成此题 4 结合同组其他同学的设计结果完成对于结构参数与性能之间关系的探讨 5 在1.5周内完成设计任务 设计内容 设计要求 1、 6. 5:分组、任务分配、任务理解 2、 6. 6:查阅参考资料,理论上熟悉所设计的器件的工作原理与特性,完成方案的设计 3、 6. 7~6.9:熟悉仿真平台的使用,完成在平台上的建模,设置,结果提取与分析,以 及验收。 4、 6. 12:同组同学结果汇总及讨论 5、 6.13~6.14:设计说明书的撰写 在设计过程中,作为设计小组成员,每位同学要具有团队意识和合作精神,并最终独立完成自己的设计任务。 主要参考 资 料 刘学观,微波技术与天线,西安电子科技大学电出版社,2008 李明洋,HFSS 应用设计详解,人民邮电出版社,2010 学生提交 归档文件 1、相关知识及基本原理 2、参数归纳:材质、尺寸 3、软件仿真过程及结果分析 4、设计总结

基于HFSS的圆锥喇叭天线设计

本科生科研训练结题报告——基于HFSS的圆锥喇叭天线设计 学院(系):电子工程与光电技术学院 姓名、学号:郝晓辉1104330111 席家祯1104330126 白剑斌1104330105 指导老师:钱嵩松

摘要 天线是对任何无线电通信系统都很重要的器件,其本身的质量直接影响着无线电系统的整体性能。天线可分为简单线天线,行波天线,非频变天线,缝隙天线与微带天线,面天线和智能天线等。圆锥喇叭天线属于面天线。 本文首先介绍了天线的基础知识和基本参数,其中着重介绍了喇叭天线及其设计,接着介绍了网络S参数及软件HFSS。在此基础上,进行了圆锥喇叭天线的设计,最后在软件HFSS中进行了仿真。 本文对圆锥喇叭天线的设计提供了一定的参考作用。 关键词:圆锥喇叭天线;仿真 Abstract Antenna is an important part in any radio communication systems.The quality of antenna can affect the performance of whole systems.Antenna can be divided into simple Wire Antenna,Traveling-Wave Antenna,Frequence-Independent Antenna,Slot Antenna and Microstrip Antenna,Aperture Antenna,Smart Antenna and so on.Cone horn antenna is one of the Aperture Antenna. In this paper,basic knowledge and basic parameters of antenna are presented firstly ,especially the horn antenna and its design be emphasized.Then S-parameter and HFSS software are briefly introduced. In the base of above ,the cone horn antenna is designed.At last ,the antenna is simulated in HFSS. This paper provides the reference to cone horn antenna. Keywords:conic horn antenna;simulation

微带天线仿真设计

… 设计一、微带天线仿真设计 三角形贴片是微带贴片天线最基本的模型,本设计就是基于微带贴片天线基础理论以及熟练掌握HFSS10仿真软件基础上,设计一个三角形贴片天线,其工作频率为,分析其远区辐射场特性以及S曲线。 一.设计目的与要求 1.理解和掌握微带天线的设计原理 2.选定微带天线的参数:工作频率、介质基片厚度、贴片模型及馈电点位置 3.创建工程并根据设计尺寸参数指标绘制微带天线HFSS模型 4.保存工程后设定边界条件、求解扫描频率,生成S参数曲线和方向图 5.观察对比不同尺寸参数的微带天线的仿真结果,并分析它们对性能的影响— 二.实验原理 如下图所示,用传输线模分析法介绍它的辐射原理。。 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。

矩形贴片天线示意图 三.贴片天线仿真步骤 1、建立新的工程 】 运行HFSS,点击菜单栏中的Project>Insert HFSS Dessign,建立一个新的工程。 2、设置求解类型 (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 将创建模型中的单位设置为毫米。 《 (1)在菜单栏中点击3D Modeler>Units。 (2)设置模型单位: (a)在设置单位窗口中选择:mm。 (b)点击OK按钮。 4、创建微带天线模型 (1)创建地板GroundPlane。坐标:X:-45,Y:-45,Z:0按回车键。在坐标输入栏中输入长、宽:dX:90,dY:90,dZ:0。 (2)为GroundPlane设置理想金属边界。在3D模型窗口中将3D模型以合适的大小显示(可以用Ctrl+D来操作)。

天线原理与设计期中考试资料

西南交通大学2012-2013 学年第( 2 )学期期 中考试试卷 课程代码 3143373 课程名称 天线原理与设计 考试时间 90分钟 阅卷教师签字: 一. 判断题:(20分)(正确标√,错误标?,每题2分) 1. 元天线的方向性系数为1.5。(√) 2. 元天线的远区辐射场是平面波。(?) 3. 在功率方向图中,功率为主瓣最大值一半对应两点所张的 夹角就是主瓣宽度。(√ ) 4. 侧射式天线阵须满足各单元馈电幅度和相位均相等。(√ ) 5. 坡印亭矢量法可以求出天线的辐射阻抗。(? ) 6. 对称振子的平均特性阻抗愈小,其频率特性就愈好。(√ ) 7. 对称振子的谐振长度总是略大于0.25和0.5。(? ) 8. 右旋圆极化天线可以接收左旋圆极化天线发射的信号。 (? ) 9. 要使接收天线接收到的功率达到最大,需满足阻抗匹配和 班 级 学 号 姓 名 密封装订线 密封装订线 密封装订线

极化匹配。(√ ) 10.笼形天线设计增加了阻抗频带宽度。(√ ) 二. 填空题:(30分,每空2分) 1.在场强方向图中,主瓣宽度是指场强大小下降到最大值的( 0.707 )倍处对应的两点之间的夹角。 2. 在功率方向图中,主瓣宽度是指功率大小下降到最大值的( 0.5 )倍处对应的两点之间的夹角。 3. 在分贝方向图中,主瓣宽度是指场强的分贝值下降到(-3 )dB 处对应的两点之间的夹角。 4.当2/(1.44)l λ≤时,对称阵子的最大辐射方向在0 90m θ=。 5.当2/ 1.44l λ≤时,对称阵子的最大辐射方向在 (90)m θ=。 6.半波天线的归一化方向图()cos cos 2( )sin F πθθθ ?? ???=, 方向性系数(1.64)D =,输入阻抗(73.142.5)Z j =+Ω。 7.间距为 d 的二元等幅同相(1,0)m α==阵因子 ()cos ,(2cos )a d f πθ θ?λ =。 8.间距为d 的二元等幅反相(1,)m απ==阵因子 ()cos ,(2sin )a d f πθ θ?λ =。 9. 间距为d 的均匀直线式N 元天线阵的阵因子

天线原理与设计 讲义

第八章 口径天线理论基础 在第七章以前我们讨论的是线状天线,其特点是天线呈直线、折线或曲线状,且天线的尺寸为波长的几分之一或数个波长。所构成的基本理论称之为线天线理论。既使是第七章的开槽缝隙天线,在分析时也是借助了缝隙天线的互补天线—金属线天线来分析。 在实际工作中,还将遇到金属导体构成的口径天线和反射面天线。有时我们统称为口面天线。它们包括:喇叭天线、透镜天线、抛物面天线、双反射面的卡塞格伦天线等。见P169图8-1。它们的尺寸可以是波长的十几到几十倍以上。 口面天线的分析模型如图8-1所示: 图8-1 口面天线的分析模型 S ′为天线金属导体面,为开口面,S S ′+构成一个封闭面,封闭面内有一源。 S 对这样一个分析模型,要求解空间某点p 处的电磁场E P 、H P 。它们可描述为由两部分组成:一部分是源的直达波,一部分是由天线导体面上感应电流产生的散射场。这种分析方法我们称之为面电流法。面电流法对反射面天线有效,它是分析反射面天线的方法之一。但是,面电流法对喇叭天线、波导口天线一类的口径天线无效,或者说处理很难。我们可采用口径场法。 口径场法步骤: 1、解内问题,即由场源求得口面上的场分布; 2、解外问题,即由口面上场分布求解远区辐射场。 由此可见,反射面天线也可用口径场法分析。 喇叭天线一类:口径场法; 反射面天线一类:口经场法,面电流法。(近似方法) 有的反射面天线如抛物环面,由于口径场不易确定,还只得用面电流法。 口径场法和面电流法都是近似的方法,它们只能求出口径面前方半空间的辐射场,口面后方半空间的场无法求得。实际上口面天线的外表面及口径边缘L 上均有感应电流。这部分电流就是对口面天线后向辐射的主要贡献。但通常的做法是采用几何绕射理论,求由边缘L 产生的绕射。 值得说明的是,口面天线的边缘绕射场与前方半空间的场相比是微不足道的。 如果采用口径场法,那么,现在的问题是:能否用口径天线口面上的场分布来确定天线辐射场?回答是肯定的,这就须由惠更斯—菲涅尔原理来说明。

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