HFSS软件在微带天线教学中的应用

针对目前大中专院校在天线课程教学实践过程中实验开设不足的种种困难,利用基于有限元方法的电磁仿真软件HFSS,将实物天线教学实验用计算机仿真计算代替,实践证明这一方法能解决天线教学实验难的问题。     

基于HFSS的多频微带天线分析与设计

设计了一种缝隙多频微带天线。通过在微带天线贴片上加载缝隙改变电流分布,从而实现微带天线的多频谐振。用HFSS软件对其进行仿真分析实现参数的优化设计,在1~6 GHz内得到了3个谐振频率:2.43,4.40和5.27 GHz,其回波损耗分别为:–31.84,–32.82,–29.62 d B。当回波损耗小于–10 d B时,相对带宽分别为:3.29%,1.41%,2.05%。该多频微带天线具有体积小、回波损耗低等优点,可用于无线通讯系统。     

应用MATLAB协同HFSS设计波导缝隙天线

电磁仿真软件HFSS以其高精度,高可靠性在电磁仿真设计中得到了广泛的应用。而对于复杂天线的模型,没有很好的方法简化建模操作,需要花费大量的设计时间。将HFSS提供的VBScript脚本语言功能作为接口,利用MATLAB调用控制HFSS,从而协同HFSS建立模型,达到快速建模的目的。提出了一套波导缝隙阵天线的设计方法,设计了一个波导缝隙阵天线,运用MATLAB协同HFSS建立天线模型,并进行仿真分析。结果验证了天线设计方法的准确性,以及运用MATLAB调用HFSS建模的可行性。     

应用MATLAB协同HFSS设计波导缝隙天线

电磁仿真软件HFSS以其高精度,高可靠性在电磁仿真设计中得到了广泛的应用.而对于复杂天线的模型,没有很好的方法简化建模操作,需要花费大量的设计时间.将HFSS提供的VBScript脚本语言功能作为接口,利用MATLAB调用控制HFSS,从而协同HFSS建立模型,达到快速建模的目的.提出了一套波导缝隙阵天线的设计方法,设计了一个波导缝隙阵天线,运用MATLAB协同HFSS建立天线模型,并进行仿真分析.结果验证了天线设计方法的准确性,以及运用MATLAB调用HFSS建模的可行性.     

基于玻璃纤维环氧树脂的双陷波宽频微带天线设计

设计了一种新型的宽频微带天线,天线基本结构为回字形,在两个正方环主辐射贴片之间通过四个长方形辐射贴片进行连接.天线基板材质选用玻璃纤维环氧树脂复合材料,大小为30 mm×45 mm,厚度为1.6 mm.天线结构采用电路板印制工艺进行图形化,参考地印制于基板背部.借助Ansoft HFSS 13.0进行仿真,在1～8 GHz范围内进行扫频,结果显示其可用频段为2.1～4.3GHz,相对带宽为68％.给出了天线反射系数、电压驻波比、输入阻抗和增益方向图的仿真结果,分析了结构参数对天线辐射性能的影响,实际测量与仿真结果基本一致.     

基于HFSS的小型圆极化GPS微带天线设计与仿真

设计了一种GPS小型圆极化微带方形贴片天线。通过表面开槽的方法来减小天线尺寸和提高天线的整体性能,达到小型化的目的。通过切角的方法实现天线圆极化的工作方式。利用HFSS仿真软件对天线的各项参数做了具体的优化分析,给出了各个参量变化对天线性能的具体影响,对以后进一步研究双频或多频圆极化天线具有一定的参考意义。设计的GPS微带天线比同频下圆极化微带天线尺寸减小了20%,S₁₁参数在中心频率1.575 GHz处为-17 dB,频带宽度和轴比都有所提高,满足GPS的应用要求。     

基于HFSS多层宽带微带天线仿真设计

采用HFSS10电磁场仿真软件设计和仿真了一种宽频带多层微带贴片天线.天线采用双辐射贴片系统,同时利用正方形金属电容片补偿由于馈电探针引入的电感,从而获得了比较宽的工作带宽.该天线仿真的驻波比VSWR≤2时的阻抗带宽达到了25%,覆盖了1.4GHz～1.8GHz的频率范围.且仿真结果表明该天线还具备了良好的宽波束和高增益特性,天线的半功率波束宽度在100度左右,在两个谐振频率点1.45GHz和1.75GHz处的最高增益分别为9dB和10dB,与理论计算的值有很好的一致性.结果也说明了HFSS软件的可靠性和高效性.     

基于遗传算法的超宽带微带天线优化设计

将遗传算法应用于超宽带微带天线设计。建立了基于遗传算法和高频电磁仿真软件（HFSS）的优化工程。在此基础之上,优化设计出了一款超宽带微带天线。讨论了该优化工程的操作流程,并对天线特性进行了研究。研究结果表明：所设计天线在3.1~10.6 GHz频段内的回波损耗小于-10 dB,具有良好的超宽频带特性。     

基于MATLAB的快速图形化数据处理软件设计

针对科研和工程实际中大量数据需要快速处理并直观显示的需求,给出了一种利用MATLAB实现快速图形化数据处理的技术途径.介绍了MATLAB的句柄图形系统,及利用GUIDE图形化开发环境进行用户界面设计的主要过程,以及如何对相应的M脚本文件进行编程实现应用逻辑的方法及其要点,并给出了一个有参考价值的应用例子及设计过程中的一些重要细节.     

Frequency independent microstrip stacked antenna

The advancement of technological development in the microstrip antenna and its applications in diverse areas, have given rise to the need for a frequency agile and frequency independent microstrip antenna which could be used for the same range of frequencies without altering the system. Requirements of such nature could be met by log periodic antenna. However, in the present endeavour a frequency independent microstrip stacked antenna consisting of nine elements operating in the S-band (2.000–4.000GHz) has been proposed. The developed antenna has been experimentally tested over an achievable band of frequencies from 3.200 to 3.920GHz. The antenna performance has characteristics like E-plane radiation patterns. The 3dB beamwidth, radiated power and VSWR show very similar behaviour for the different frequencies of operation obtainable in the S-band. The coaxial-fed microstrip stacked antenna provides an operational bandwidth of approximately 23%, i.e. 3.200GHz to 3.920GHz. The VSWR for the entire operational band is around 2 whereas the gain for the antenna is found to vary from 4.00 to 8.36dB. The 3dB beamwidth has been found to fluctuate between 16.8° and 23.5°. The designed antenna can be well suited for the practical broadband applications.     

Dual-frequency stacked annular-ring microstrip antenna

Experimental results of a dual-frequency microstrip antenna consisting of two stacked annular rings of outer radii 5 cm and inner radii 2.5 cm are presented. Fabricated on a Duroid substrate with relative permittivity 2.32 and thickness 0.159 cm, the separations of the two resonant frequencies range from 6.30-9.36 percent for the first three modes. The frequency separations can be altered by means of an adjustable air gap between the lower ring and the upper substrate.     

Proximity-coupled stacked circular-disc microstrip antenna withslots

The design and measured results of a proximity-fed stacked circular-disc antenna are described. The antenna has an impedance bandwidth of 26%, centred around 4.2 GHz, a gain of 8 dBi, and -30 dB cross-polarisation. An essential feature of the design is the presence of four linear slots in the bottom patch of the stacked arrangement     

一种天线馈源用宽带孔径耦合层叠微带贴片阵的设计

介绍了一种宽带孔径耦合层叠微带辐射单元的工作原理,着重分析了该辐射单元主要结构尺寸对其阻抗带宽的影响。该辐射单元阻抗带宽（VSWR≤2：1）在S波段达到了30％以上。作为某抛物反射面天线的馈源,由4个该辐射单元组成四单元微带贴片天线阵后,其性能满足天线系统要求。     

Multifrequency microstrip patch antenna using multiple stacked elements

A multifrequency microstrip patch antenna comprised of a driven patch and a plurality of parasitic elements placed underneath a driven patch is proposed. The antenna features a multifrequency behavior (five operating band) with similar gain.     

一种新型布局的圆极化微带天线阵优化设计

提出了一款高增益低副瓣新型圆极化微带天线阵。单元天线采用叠层切角圆极化微带结构,通过八边形边界布局和顺序旋转交叠组阵技术,实现了天线阵方向性图的对称性和圆极化辐射性能的最优化;馈电网络采用威尔金森功分器和最大平坦式阻抗变换器实现不等功分宽带阻抗匹配,通过改进馈电方向寻求对称结构,简化了馈电网络的设计。制作了天线阵实物并进行了测量。测试结果表明:天线在3.2~4.6 GHz频段内S₁₁<-10 dB,阻抗相对带宽36%;在3.8~4.5 GHz频段内顶点轴比小于3 dB,圆极化相对带宽17%;在4~4.4 GHz频段内天线增益均在15 dB以上,最高增益达17 dB。