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.A

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.A

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.A

雷达天线方面的文章。

Ansoft培训班教材

AnsoftHFSS在天线设计中的应用

史永康编写

ykshi@

研发二室2008.9

雷达天线方面的文章。

第一章

第二章

第三章

第四章

第五章

第六章序言HFSS概述边界条件激励分析设置标准化建模

雷达天线方面的文章。

经典的Maxwell方程从诞生到现在的一百多年间，还没有出现更伟大的理论成果。与电磁场打交道的前辈们所做的工作都是在这四个方程的框架下进行的，这其中包括电磁场数值算法。随着计算机技术的发展，电磁场数值算法的应用范围越来越广，受关注的程度也越来越高，其解决问题能力也越来越强。开始的时候，人们都是为了解决特定了问题而自己动手编写程序数值计算程序，这样会花很多时间，而且结果正确与否还有待验证。对于工程设计人员来说，这个过程是极其痛苦的，它额外要求我们成为一个程序员甚至计算机专家。直到仿真软件的出现，我们才得以真正的解脱，它不仅把我们从繁复的编程工作中拯救出来，而且还大大减少了测试和调试的工作量，让我们把大部分精力集中到如何提高天线性能上去。这样看来，仿真软件之于天线设计的重要性就如同人类学会使用工具一样，它的出现是划时代的。至少我们要感谢它改善了天线设计人员的工作环境。如果没有它，你可能现在正在一间黑屋子（简

天线与电波传播实验报告 成都电子科技大学 电子工程学院

半波偶极子天线的ＨＦＳＳ仿真设计

一、实验目的：

1. 2. 3. 4.

以一个简单的半波偶极子天线设计为例，加深对对称阵子天线的了解； 熟悉HFSS软件分析和设计天线的基本方法及具体操作；

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； 通过仿真设计掌握天线的基本参数：频率、方向图、增益等。

二、实验步骤：

本次实验设计一个中心频率为3GHz的半波偶极子天线。天线沿着Z轴放置，中心位于坐标原点，天线材质使用理想导体，总长度为0.48λ，半径为λ/200。天线馈电采用集总端口激励方式，端口距离为0.24mm，辐射边界和天线的距离为λ/4。 １、添加和定义设计变量

参考指导书，在Add Property对话框中定义和添加如下变量：

２、 设计建模

１）、创建偶极子天线模型

首先创建一个沿Z轴方向放置的细圆柱体模型作为偶极子天线的一个臂，其底面圆心坐标为（0，0，gap/2），半径为dip_radius，长度为dip_length，材质为理想导体，模型命名为Dipole，如下：

1

天线与电波传播实验报告 成都电子科技大学 电子工程学院

然后通过沿

天线原理与设计 华中科技大学

半波偶极子天线的HFSS仿真设计

一、 实验目的

1、 学会简单搭建天线仿真环境的方法，主要是熟悉HFSS软件的使用方法； 2、 了解利用HFSS仿真软件设计和仿真天线的原理、过程和方法；

3、 通过天线的仿真，了解天线的主要性能参数，如驻波比特性、smith圆图特性、方向图

特性等； 4、 通过对半波偶极子天线的仿真，学会对其他类型天线仿真的方法；

二、 实验仪器

1、 装有windows系统的PC一台 2、 HFSS13.0软件 3、 截图软件

三、 实验原理

1、 首先明白一点：半波偶极子天线就是对称阵子天线。

图1 对称振子对称结构及坐标

2、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a，长度为l。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=2l。对称振子的长度与波长相比拟，本身已可以构成实用天线。

3、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布。取图1的坐标，并忽略振子损耗，则其电流分布可以表示为：

式中，Im为天线上波腹点的电流；k=w/c为相移常数、根据正弦分布的特点，对称振子的末端为电流的波节点；电流分布关于振子的中心

半波偶极子天线的ＨＦＳＳ仿真设计

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一、实验目的：

1. 2. 3. 4.

以一个简单的半波偶极子天线设计为例，加深对对称阵子天线的了解； 熟悉HFSS软件分析和设计天线的基本方法及具体操作；

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； 通过仿真设计掌握天线的基本参数：频率、方向图、增益等。

二、实验步骤：

本次实验设计一个中心频率为3GHz的半波偶极子天线。天线沿着Z轴放置，中心位于坐标原点，天线材质使用理想导体，总长度为0.48λ，半径为λ/200。天线馈电采用集总端口激励方式，端口距离为0.24mm，辐射边界和天线的距离为λ/4。 １、添加和定义设计变量

参考指导书，在Add Property对话框中定义和添加如下变量：

２、 设计建模

１）、创建偶极子天线模型

首先创建一个沿Z轴方向放置的细圆柱体模型作为偶极子天线的一个臂，其底面圆心坐标为（0，0，gap/2），半径为dip_radius，长度为dip_length，材质为理想导体，模型命名为Dipole，如下：

然后通过沿着坐标轴复制操作生成偶极子天线的另一个臂。此时就创建出了偶极子的模型如下：

2）、设置端口激励

半波偶极子

基于ADS的微带天线的设计与仿真

The design and simulation of PIFA based on ADS

王伟堃（Wang Weikun）06250109

计算机与通信学院

本科生毕业设计说明书

基于ADS的微带天线的设计与仿真

作 者：王伟堃 学 号：06250109 专 业：通信工程

班 级：06级通信工程（1）班 指导教师：侯 亮

答辩时间：2010年6月15日

前 言

平面倒F天线(PIFA,Planar Inverted F Antenna)主要应用在手机终端中，由于其体积小、重量轻、成本低、性能好，符合当前无线终端对天线的要求，因而得到广泛的应用，进行了许多研究工作。

先进设计系统(Advanced Design System)，简称ADS，是安捷伦科技有限公司(Agilent)为适应竞争形势，为了高效的进行产品研发生产，而设计开发的一款EDA软件。软件迅速成为工业设计领域EDA软件的佼佼者，因其强大的功能、丰富的模板支持和高效准确的仿真能力（尤其在射频微波领域），而得到了广大IC设计工作者的支持。ADS可以模拟整个信号通路，完成从电路到系统的各级仿真。它把广泛的经过验证的射频、混合

关键词：射频识别标签天线;印刷偶极子天线;小型化

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北京邮电大学学报

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基于!"#$应用的小型化印刷偶极子天线设计

李秀萍$，刘

禹!，曹海鹰$

（北京邮电大学电信工程学院，北京$；中国科学研究院自动化研究所，北京$）$?""FB#!?"""F"

摘要：为了研究满足工程需要的射频识别（G标签天线，以!给出了印刷偶极子标签天HIJ）KE&LMN工作频段为例，线及其小型化设计?所设计的!在驻波比小于$工作带宽约为KE&LMN印刷偶极子标签天线的性能指

毕业设计 （ 文 献 综述）

题 目：基于AISG的电调天线 专 业： 班 级： 学 生： 指导教师：

2012年春季学期

基于AISG的电调天线的控制

一、 文献综述的引言：

本次毕业设计是以已学的单片机知识，再配合为学习西，即AISG协议和电调天线使用，因此为了能够顺利的完成学校交的的任务，必需要在已有的知识的情况下来了解未解的专业知识。其中，查看大量的文献综述，在原来已有的基础上来实现创新。

参阅文献可以给我们在陌生的领域上指引我们朝着正确的方向走下去，不至于走弯路，而且大量的文献参阅可以让我们再很多的地方少出现错误。

文献的参考范围是有关本次课程设计而进行的，不需要看与其无关的知识，但是涉及的知识必需我们掌握，例如基于AISG的电调天线的控制中，不仅需要知道什么是AISG，而且电调天线的使用方法也是必需熟悉的，其中控制系统控制步进电机的过程也是必需的，所以在参考文献的时候我们应该抓住侧重点，这样对我们的毕设设计的进程是有很大的帮助的。

就比如说，基于AISG的电调天线的控制系统中，从标题上需要知道的东西是AISG和电调天线。AISG，不同厂家的电调天线设备主要是电调天线远程控制单元(RCU)与控制设