微波天线与技术课程设计-全波振子加引向器

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1、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设计名称全波振子+引向器设计周数1.5周指导教师设计任务主要设计参数1 熟悉HFSS仿真平台的使用2 熟悉微带天线的工作原理与设计方法3在HFSS平台上完成如下微带天线的仿真设计设计要求如下：频率：300Mhz4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5在1.5周内完成设计任务设计内容设计要求6.8：分组、任务分配、任务理解6.9：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

2、.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。6.24：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。主要参考资料刘学观，微波技术与天线，西安电子科技大学电出版社，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学生提交归档文件1.设计报告2.工程文件课程设计任务书注：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：

3、2016-6-10太原理工大学现代科技学院课程设计……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………专业班级信息13-1学号姓名成绩设计名称：全波振子+引向器一、设计要求：全波振子+1个引向器完成天线的设计。二、天线基本理论：天线是一种用来发射或接受电磁波的器件，它将传输线中的导行电磁波波，变换成自由空间中传播的电磁波，或者进行相反的变换。1.天线的功能及应用：a)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。而天线是这些系统中用以辐射或接收无线电波的部件。此外，在用

4、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。天线应具有一定的方向性：定向辐射或接收无线电波。有效地利用天线的辐射功率或提高天线的信噪比，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。天线又是一个极化器件，在同一系统中收、发天线应具有同一极化形式，若不一致，则会产生极化失配，将降低传输效率。b)天线的应用天线广泛应用与通信领域，涉及飞机、航天器、船只或者陆上交通工具的移动通信时需要使用天线；涉及移动电话也离不开天线；对于广播电台、电视台、移动基站，一个传输终端可以支持大量的接收用户，而这些用户可能是移动过程中的，此时通常

5、要采用天线收发信息。遥感和探测等领域同样离不开天线，遥感系统既可以有源(如雷达)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第15页共15页太原理工大学现代科技学院课程设计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）

6、、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。3.电基本振子的辐射给出在球坐标原点沿z轴放置的电基本振子在各向同性理想均匀无限大自由空间的表达式：注：a)近区场当kr<<1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”。b)远区场当kr>>1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

7、相，其复坡印延矢量第15页共15页太原理工大学现代科技学院课程设计是实数，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。a)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：b)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