现代天线与雷达课程报告 - 图文

西 南 交 通 大 学

硕 士 研 究 生 课 程 设 计报 告

现代天线与雷达 Modern Antenna And Radar

年 级:2008级 学 号:08111032 姓 名:傅海军

专 业:电磁场与微波技术 E-mail:fuhaijun_fly@126.com 指导老师:杨丹

2008年12月28日

现代天线与雷达(课程设计报告) 第I页 目录

报告1：一种超宽频带双圆锥全向天线的设计 ................................................................ 1

1.1双锥天线的模型 ..................................................................................................... 1 1.2 HFSS建模与仿真 ................................................................................................... 1 1.3设置边界条件和激励源 ......................................................................................... 2 1.4设置求解项并分析 ................................................................................................. 2 1.5保存并求解工程 ..................................................................................................... 2 1.6仿真结果分析 ......................................................................................................... 4 报告2：波导缝隙天线的设计与仿真 ................................................................................ 7

2.1目的 ......................................................................................................................... 7 2.2仿真设计步骤： ..................................................................................................... 7

2.2.1优化各缝隙谐振长度 .................................................................................. 7 2.2.2仿真天线阵 ................................................................................................ 15 2.3结论 ....................................................................................................................... 18 报告：3一种三角形天线的HFSS仿真 ........................................................................... 20

3.1三角形天线各参数的设定 ................................................................................... 20 3.2三角形偶极天线的建模与仿真 ........................................................................... 20 3.3仿真结果 ............................................................................................................... 23 报告4：普通角锥喇叭天线设计 ...................................................................................... 25

4.1普通角锥喇叭天线参数设定 ............................................................................... 25 4.2利用HFSS仿真 .................................................................................................... 25 4.3仿真结果 ............................................................................................................... 28 报告5：三角形圆极化微带天线 ...................................................................................... 31

5.1等边三角形微带贴片天线的几何形状及坐标系如图 ....................................... 31 5.2优化指标及参数的设定 ....................................................................................... 31 5.3HFSS建模与仿真 .................................................................................................. 31 5.4仿真结果分析 ....................................................................................................... 35

现代天线与雷达(课程设计报告) 第1页

报告1：一种超宽频带双圆锥全向天线的设计

1.1双锥天线的模型

双锥天线模型尺寸: 锥体尺寸：

锥下半径 down_r 1.5mm 锥上半径 up_r 130mm 锥体高度 hight 45mm 上下锥距 a0 1mm 同轴尺寸：

同轴内半径 r0 0.5mm 同轴外半径 2.3*r0 1.15mm

同轴线长度 length hight+c/f0/4 辅助变量：

中心频率 f0

波速 C

图1-1超宽带双圆锥全向天线外形结构图

1.2 HFSS建模与仿真

(1)初始设置 a、建立新的工程

运行HFSS，点击菜单栏中的Project ->Insert HFSS Design,建立一个新的工程。 b、设置求解类型

在菜单栏中点击HFSS->Solution Type,选择Driven Modal,点击OK. c、设置模型单位

将创建模型的单位设置为言之毫米mm.在3D Modeler ->Units,在设置窗口栏中选择：mm,点击OK. d、设置模型的默认材料

在工具栏中设置模型的下拉菜单中选择aluminum 材料，点击OK按钮确认。 (2)创建天线模型 a、创建上锥up_cone 在菜单栏中点击draw cone，创建锥体，中心位置为（0,0,a0mm/2）,沿Z轴放置，锥上半径尺寸up_rmm，锥下半径尺寸down_rmm,锥体高度hightmm,并命名为up_cone. b、创建下锥down_cone

现代天线与雷达(课程设计报告) 第2页

在模型树中选中上锥，点击右键edit->Duplicate->around Axis,出现以话框，设置沿X轴转180deg,点击ok完成双锥建模。模型如图1-2所示

图1-2 双锥模型

c、创建同轴线

(a)在菜单栏中点击draw cylinder，创建锥体，中心位置为（0,0,a0mm/2）,沿Z轴放置，同轴内半径尺寸r0mm，同轴内导体长度-（hight+c/f0/4+a0),并命名为pin.

(b)在菜单栏中点击draw cylinder，创建锥体，中心位置为（0,0,-a0mm/2）,沿Z轴放置，同轴内半径尺寸2.3*r0mm，同轴内导体长度-（hight+c/f0/4),并命名为cylinder_1.

(c)在菜单栏中点击draw cylinder，创建锥体，中心位置为（0,0,-a0mm/2）,沿Z轴放置，同轴内半径尺寸down_r，同轴内导体长度-（hight+c/f0/4),并命名为cylinder_2.

(d)down_cone与cylinder_2布朗加，再减去cylinder_1。 (e)up_cone与pin布朗加。 d、创建辐射边界

在菜单栏选择draw box，位置为（-up_r,-up_r,-（hight+a0/2+c/f0/4）, X轴尺寸2*(up_r+c/f0/4)，Y轴尺寸2*(up_r+c/f0/4)，Z轴尺寸2*(hight+a0/2+c/f0/4)。 e、创建端口port

在菜单栏中点击Draw->Circle,位置是(0,0,-（hight+a0/2+c/f0/4）),半径为2.3*r0,命名为port .

1.3设置边界条件和激励源

1、设置激励源端口

以面选择方式选择port，右键Assign excitations>assign>wave port，如图1-3所示 2、设置辐射边界

在模型树中选择air,右键Assign boundary>assign>radiation，如图1-4所示。

1.4设置求解项并分析

1、添加求解设置

在工程树中找到HFSSDesignl\\Analysis点右键Add Solution Setup,弹出对话框，设置如图1-5所示。

2、添加频率扫描

在工程树中找到Analysis\\setup1点右键，选择Add Sweep,弹出对话框，设置如图1-6所示。

1.5保存并求解工程