基于HFSS的圓錐喇叭天線設(shè)計課件

基于HFSS的圓錐喇叭天線設(shè)計學(xué)院（系）：電子工程與光電技術(shù)學(xué)院

姓名、學(xué)號：郝曉輝1104330111

席家禎1104330126

白劍斌1104330105

指導(dǎo)老師：

錢嵩松基于HFSS的圓錐喇叭天線設(shè)計學(xué)院（系）：電子工程與光1背景、發(fā)展

天線（換能器）為了改善方向性，壓窄方向圖和獲得較高的增益，需要增大波導(dǎo)輻射器的口徑面積，將波導(dǎo)終端做成逐漸張開的形狀，就是喇叭天線。背景、發(fā)展天線為了改善方向性，壓窄方向圖和獲得較高的2天線電參數(shù)輻射方向圖方向系數(shù)天線效率增益阻抗微波網(wǎng)絡(luò)S參數(shù)天線電參數(shù)輻射方向圖微波網(wǎng)絡(luò)S參數(shù)3喇叭天線參數(shù)

饋電波導(dǎo)可以是矩形或圓形的。圖中w是矩形口徑的寬度，a是圓形口徑的半徑．R稱為斜徑，從口徑中心到波導(dǎo)與喇叭接口處的距離是軸長L。

無量綱常數(shù)S喇叭天線參數(shù)饋電波導(dǎo)可以是矩形或圓形的。圖中w是矩4給定增益設(shè)計喇叭該表中同時列出了以S作為參變數(shù)的圓錐喇叭漸變振幅和相位誤差損失值。利用此表容易求得已知喇叭參數(shù)的增益，或已知（給定）增益設(shè)計喇叭天線。增益與口徑直徑關(guān)系式其中GF為誤差損失值A(chǔ)TL為幅度漸變效率PEL為相位誤差效率

給定增益設(shè)計喇叭該表中同時列出了以S作為參變數(shù)的圓錐喇叭漸變5我們能夠獲得已知增益使斜徑最短的最佳圓錐喇叭。對于一定的斜徑，當我們畫出增益隨口徑半徑變化的曲線時，會發(fā)現(xiàn)使增益最大的口徑半徑值不是一個固定值，而是一個較寬的范圍。用增益為縱坐標，給出一組這樣的曲線，由圖可以看出，過增益最大值可以搭出一條對應(yīng)于S=0.39的線。這就是GF=2.85dB(ATL+PEL)的最佳喇叭。我們能夠獲得已知增益使斜徑最短的最佳圓錐喇叭。6喇叭天線參數(shù)及要求尺寸參數(shù)：矩形波導(dǎo)尺寸a×b=7.112mm×3.556mm，波導(dǎo)端口至圓錐頂部長5mm，天線中心頻率f0=35GHz，圓錐喇叭口徑與高度自行設(shè)計。要求：工作頻率附近最大輻射方向上增益在20dB以上；S11小于-20dB。喇叭天線參數(shù)及要求尺寸參數(shù)：矩形波導(dǎo)尺寸a×b=7.112m7由關(guān)系式代入數(shù)據(jù)（令增益G=22dB;GF=2.85dB，S=0.39），求得，喇叭開口直徑d=47.68637mm圓錐高度h=81.62395mm，由此進入HFSS15.0進行仿真進一步分析其性能。由關(guān)系式代入數(shù)據(jù)（令增益G=22dB;GF=2.85dB，S8圓錐喇叭天線的仿真仿真步驟：1．建立新的工程2．設(shè)置求解類型3．設(shè)置模型單位4．設(shè)置模型的默認材料5．創(chuàng)建喇叭模型6．創(chuàng)建輻射邊界7．創(chuàng)建波端口8．輻射場角度設(shè)置9．求解設(shè)置10．保存工程11．查看求解收斂結(jié)果12．后處理操作圓錐喇叭天線的仿真仿真步驟：9仿真結(jié)果遠場增益仿真結(jié)果遠場增益10駐波比駐波比11工作頻率附近S參數(shù)工作頻率附近S參數(shù)12遠區(qū)輻射場3D極坐標圖遠區(qū)輻射場3D極坐標圖13結(jié)果優(yōu)化結(jié)果優(yōu)化14仿真結(jié)果分析工作頻段附近S11小于