基于HFSS的圆锥喇叭天线设计课件.ppt

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,背景、发展,天线（换能器）,为了改善方向性，压窄方向图和获得较高的增益，需要增大波导辐射器的口径面积，将波导终端做成逐渐张开的形状，就是喇叭天线。,天线电参数,辐射方向图方向系数天线效率增益阻抗,微波网络S参数,喇叭天线参数,馈电波导可以是矩形或圆形的。图中w是矩形口径的宽度，a是圆形口径的半径R称为斜径，从口径中心到波导与喇叭接口处的距离是轴长 L。 无量纲常数S,给定增益设计喇叭,该表中同时列出了以S作为参变数的圆锥喇叭渐变振幅和相位误差损失值。利用此表容易求得已知喇叭参数的增益，或已知（给定）增益设计喇叭天线。增益与口径直径关系式 其中GF为误差损失值ATL为幅度渐变效率PEL为相位误差效率,我们能够获得已知增益使斜径最短的最佳圆锥喇叭。对于一定的斜径，当我们画出增益随口径半径变化的曲线时，会发现使增益最大的口径半径值不是一个固定值，而是一个较宽的范围。用增益为纵坐标，给出一组这样的曲线，由图可以看出，过增益最大值可以搭出一条对应于S=0.39的线。这就是GF=2.85dB(ATL+PEL)的最佳喇叭。,喇叭天线参数及要求,尺寸参数：矩形波导尺寸ab=7.112mm3.556mm ，波导端口至圆锥顶部长5mm ，天线中心频率f0=35GHz ，圆锥喇叭口径与高度自行设计。要求：工作频率附近最大辐射方向上增益在20dB以上；S11小于-20dB。,由关系式,代入数据（令增益G=22dB;GF=2.85dB，S=0.39），求得，喇叭开口直径d=47.68637mm 圆锥高度h=81.62395mm，由此进入HFSS 15.0 进行仿真进一步分析其性能。,圆锥喇叭天线的仿真,仿真步骤：1建立新的工程2设置求解类型3设置模型单位4设置模型的默认材料5创建喇叭模型6创建辐射边界7创建波端口8辐射场角度设置9求解设置10保存工程11查看求解收敛结果12后处理操作,仿真结果,远场增益,驻波比,工作频率附近S参数,远区辐射场3D极坐标图,结果优化,仿真结果分析,工作频段附近S11小于-25dB，满足要求。最大辐射方向上增益大于20dB。驻波比接近于1:1，说明天线能获得较大的辐射功率。,谢谢,