微波天线与技术全波振子加引向器.docVIP

太原理工大学现代科技学院 微波技术与天线 课程设计 设计名称 全波振子加引向器 专业班级 学 号 姓 名 指导教师 专业班级 信息13-1 学生姓名 陈凯 课程名称 微波技术与天线课程设计 1?熟悉HFSS仿真平台的使用 2?熟悉天线的工作原理与设计方法在HFSS平台上完成如下天线的仿真设计结合同组其他同学的设计结果完成对于该天线结构参数与性能之间关系的探讨在1.5周内完成设计任务.8：分组、任务分配、任务理解 .9：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，完成方案设计6.21~6.23：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。 .24：同组同学结果汇总及讨论 6. 25：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。 2012 顾继慧，微波技术，科学出版社，2007 李明洋，HFSS应用设计详解，人民邮电出版社，2010 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：2016-6-10 专业班级 信息13-1 学号 姓名 成绩 设计名称：全波振子+引向器 设计要求：全波振子+1个引向器完成天线的设计。 天线基本理论： 天线是一种它传输线的导行波，变换成自由中传播的电磁波，或者进行相反的变换。 天线的功能 在无线电通信、广播、电视以及雷达、导航等系统中，均需利用无线电波来传递信息此外，在用电磁波传送能量方面，非信号的能量辐射也需要天线。天线是任何无线电系统或设备中不可缺少的基本组成部分。 方向性是天线的一个重要技术指标，根据任务的不同而不同。 天线的应用 天线广泛应用与通信领域，涉及飞机、、或者陆上交通工具的移动通信时需要使用天线移动电话也天线；对于广播电台、电视台一个传输终端可以支持的接收用户，而这些用户可能是移动中的，此时通常要采用天线。 遥感系统既可以有源()也可以无源(如辐射计)，并且各自接收来自物体的散射和固有辐射，接收信号经过处理后产生关于物体或环境的信息。天线设备在两种典型的无线电系统中的地位，如图所示。 天线在无线电系统中的应用 2.天线的分类 按工作频段划分：超长波、长波、中波、短波、超短波和微波天线； 按用途划分：通信、广播、电视、雷达、导航和测向天线等 ； 按辐射方向划分：全向天线、定向天线； 按外形划分：偶极子天线、T形、菱形、环形、螺旋、喇叭、反射面以及透镜天线等等。 按形状划分：线天线（导线或金属棒构成）、面天线（金属面或介质面构成）。线天线主要用于长波、短波和超短波；面天线主要用于微波波段。 注： 近区场 当kr1时称为近区场，此时 不难看出，上述表达式和稳态场的公式完全相符，因此，近区场又称为似稳区。场随距离的增大而迅速减少。电场滞后于磁场90度，因此复坡印延矢量是虚数(),每周平均辐射的功率为零。这种没有能量向外辐射的场称之为“感应场”。 远区场 当kr1时称为远区场，此时 此时，有电场和磁场两个分量在空间相互垂直且与r矢径方向垂直，三者构成右手螺旋系统。电场、磁场在时间上同相，其复坡印延矢量是实数，为有功功率且指向r增加的方向上。二者比值为一实数，所以仅需讨论二者之一。且电基本振子远区场是沿着径向向外传播的横电磁波TEM。在方向上辐射为0，在方向辐射最强。方向图：E面（包含振子轴）为一个8字形，H面（垂直振子轴）为一个圆。 辐射功率 式中s为平均复坡印延矢量，且，将其代入上式得。此式为计算辐射功率的一般公式。 将远区场模值代入上式有： 辐射电阻 为了分析计算方便，引入辐射电阻概念，将天线向外辐射的功率等效为在电阻上的损耗，此电阻称为辐射电阻。用输入电流来归算的称为归算于输入电流的辐射电阻，用波腹电流来归算的称为归算于波腹电流的辐射电阻。显然电基本振子的辐射电阻为 4.磁基本振子的辐射 在进行磁基本振子辐射分析时,可以采用对偶性原则。 对称形式麦克斯韦方程如下： 注：磁流密度，磁荷密度 上式第二个方程右端两项有负号，是因为电流产生的磁场的方向是按右手