单极子天线

单极子天线

电波传播与天线 冉强 2012302700050

摘要：单极子天线用来发射和接收固定频率的信号，通常用于短波

超短波频段。虽然在平时的测量中都使用宽带天线，但在场地衰减和天线系数的测量中都需要使用偶极子天线和单极子天线。随着近年计算机技术的发展，出现了很多仿真软件，这些工具使工程人员能对设计出来的天线进行仿真。本文介绍了FEKO软件，以及基于FEKO的单极子天线的仿真设计。

关键词：单极子天线；FEKO。 引言

1.1单极子天线简介

天线（antenna)是一种变换器，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介（通常是自由空间）中传播的电磁波，或者进行相反的变换。

单极子（Monopole）天线或称为直立天线是垂直于地面或导电平面架设的 天线，已广泛应用于长、中、短波及超短波波段。其基本原理结构如图1.1 所示，其由长为h 的直立振子和无限大地板组成。地面的影响可用天线的镜像来代替，这样单极子天线就可等效为自由空间内臂长为 2h的对称振子。当然， 这样的等效仅对地面上的半空间

等效，原因是地板以下没有辐射场。

图1.1单极子天线及其等效

在长波波段，大地接近理想导电体，电磁能量主要以地波形式在地面和电离层低层所限制的空间内传播；在中波

摘 要

本设计介绍了射频双频单极子天线的基本原理以及基于HFSS的射频双频单极子天线的设计过程。双频天线一个最为简单的颁发就是采用印刷单极子天线来实现，这类天线所需成本极低，而且结构和加工都极为简易，是目前为止众多学者的研究方向。本篇论文主要设计与仿真射频双频单极子天线。

半波偶极子天线和单极子天线是迄今为止应用较为广泛的天线。利用镜像原理，引入接地面可以将半波偶极子天线的长度减少一半，即1/4波长单极子天线。

然后，文中设计并仿真了一个单极子天线，能够使用在无线局域网中。其L 型单极子天线由微带线直接馈电，天线工作于IEEE802.11a和802.11b两个工作频段，实现了天线的双频工作特性。仿真结果表明，该天线低频单极子天线垂直方向长度等于19mm时，该单极子天线的双频振点，也就是高频振点对应IEEE802.11a（5.15GHz~5.825GHz），低频振点对应IEEE802.11b（2.4GHz~2.4825GHz），能够应用在无线局域网所涉及到到相关频段力，同时具备较佳的辐射方向图性质。

关键词：双频单极子； 射频； WLAN； HFSS

I

Design of Radio-Frequency

Monopole Anten

实验三、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

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 13.0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

负一、 填空题

1、电偶极子的辐射功率取决于________________，辐射功率与_______________无关。 2、请画出如图所示三种放在无限大理想导电平面上对称振子的镜像天线。

______ ________ ___________ ??＝∞??＝∞3、一双极天线，臂长l=20m，则它的工作频率范围为________________________。

4、螺旋鞭天线和单极振子天线相比，最大的优点是_____________________________。螺旋天线的辐射特性取决于__________________________________。

5、电基本振子的辐射场和磁基本振子的辐射场除了_______________________________________________外，其他特性完全相同。

正正负负6、对称振子天线的直径越____________，平均特性阻抗越_____________，对称振子的输入阻抗随电长度的变化越平缓，有利于改善频带宽度。(b)

7、均匀直线阵间距的加大会使得方向系数______________。但是过大的间距会导致_______________

北京先略投资咨询有限公司 http://www.xianlue.com

八木天线振子市场现状分析及前景预测报告 （新版）

北京先略投资咨询有限公司

二〇一六年

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报告说明

《八木天线振子市场现状分析及前景预测报告》为先略咨询原创研究成果。本报告分两大部分，前半部分主要从八木天线振子市场的产销状况、价格走势、企业竞争分析等方面重点分析八木天线振子行业最新市场现状；后半部分主要依据前半部分的市场现状基础及先略咨询数据库历年八木天线振子行业数据对未来市场发展趋势做科学的分析及预测。

主要内容包括：行业发展环境、生产现状、

FEKO v6.2天线仿真应用微带天线-Microstrip Antenna

问题描述 参考FEKO自带的例子: Example-A8Microstrip patch antenna采用多种求解技术–全模型：MoM+磁对称–格林函数：MoM+磁对称

采用多种端口激励方式–线端口电压源激励：Wire Port–微带型棱边端口电流源激励：MicroStrip Port线馈端口: Wire Port

棱边端口:Edge Port线端口:Wire Port

DEMO1:全模型+线端口

线馈端口: Wire Port

Demo1:建模-定义变量、设定长度单位 启动CadFEKO,创建: Microstrip_Patch_Antenna_Pin_Feed_Finite_ Ground.cfx设定建模单位为mm–”Construct Tab”中点击”Model Unit”;弹出”Model unit”对话框: 设定为”Millimetres (mm)”点击”OK”.

“Construct”树型浏览器中,添加如下变量:––––––––––– fmin=2.73e9 fmax=3.3e9 freq=3e9 epsr=2.2 lambda=c0/freq*1e3 leng

微 波 技 术 与 天 线

课 程 报告

班 级：11通信—1班 姓 名：王见魁 学 号：1116303066 评定成绩：

内 容 简 介

这门课程系统地论述了微波技术与天线的基本原理、基本技术及其典型的应用系统。并且结合当前技术热点，对诸如光纤技术、智能天线、RFID等新技术进行了讨论。另外，课程较多地阐述了MATLAB在微波技术与天线中的应用。

微波：是电磁波中介于超短波与红外线之间的波段，它属于无线电波中波长最短（频率最高）的波段，其频率范围从300Mhz（波长1m）至3000GHz（波长0.1m）.

微波的特性：1.似光性2.穿透性3.宽频带特性4.热效应特性5.散射特性6.抗低频干扰特性

与低频区别：趋肤效应，辐射效应，长线效应，分布参数。 第一章 均匀传输线理论

1.微波传输线大致可分为三种类型 双导体传输线

均匀填充介质的金属波导管 介质传输线 2.建立传输线方程 3.导出传输线方程的解 4

实验三 晶体管单管共射放大电路实验报告

一、 实验目的：

1．学习电子线路安装、焊接技术。

2．学会放大器静态工作点的测量和调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响。 3．掌握放大器交流参数：电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压和频率特性的测试方法。

4．进一步熟悉常用电子仪器及模拟电路设备的使用方法和晶体管β值测试方法。

二、实验原理：

（一）实验电路

图3.1中为单管共射基本放大电路。

图2－1 共射极单管放大器实验电路

（二）理论计算公式： ① 直流参数计算：

IBQ?

VCC?VBEQRB;式中：VBEQ?0.7V

ICQ?IEQ?IBQ??VCEQ?VCC?ICQRC

② 交流参数计算：

18

rbe?rbb'??1?βAV???R'L?rbe?;26(mV)IEQ(mA)'式中：rbb的默认值可取300ΩR?L?RC∥RLAVS?Ri?AVRS?Ri

Ri?RB//rbeRO?RC（三）放大电路参数测试方法

由于半导体元件的参数具有一定的离散性，即便是同一型号的元件，其参数往往也有较大差异。设计和制作电路前，必须对使用的元器件参数有全面深入的了解。有些参数可以通过查阅元器件手册获得；而有些参数，如晶体管

摘要摘要英文

1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、

半径：17.32mm 匹配线：l:7.732mm W:0.25mm 50ohm:17mm 3.057mm

绪论，首先介绍本文的研究背景及微带天线的研究现状。 简要介绍天线的基本知识及理论。

介绍微带天线的基本知识理论。

论述圆极化微带天线的概念与实现原理。 介绍微带天线的工作特性及其对天线的基本要求。

介绍圆极化微带天线的设计及运用计算机仿真软件仿真天线。 总结 结束语 想参考文献

摘要：随着全球定位系统(GPS)在全球的快速发展，特别是在手机业务中的使用，使得对GPS天线要求越来越高，不仅要满足其圆极化的特性，对其外观及与系统集成度方面的要求也进一步增多，特别是在小型化的研究上，除此之外，还要求降低其成本，才是其能广泛推广的关键。

本文针对GPS天线的上述性能，研究了微带贴片天线的特性，并在传统微带天线的基础上利用表面开槽、切角技术来实现其圆极化及小型化。设计了一个单层单贴片微带天线，该天线采用微带线单