電磁場(chǎng)與微波實(shí)驗(yàn)2012-9

1、Copyright By 杭州電子科技大學(xué)光纖通信網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室 2011電磁場(chǎng)與微波實(shí)驗(yàn)仿真部分Page 2實(shí)驗(yàn)九實(shí)驗(yàn)九 引向天線設(shè)計(jì)引向天線設(shè)計(jì)Page 3教學(xué)內(nèi)容安排教學(xué)內(nèi)容安排實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)要求與原理實(shí)驗(yàn)要求與原理實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求Page 41、了解常見引向天線2、了解引向天線引向原理2、掌握引向天線建模基本方法3、掌握引向天線設(shè)計(jì)的方法Page 5引向天線引向天線 引向天線又稱波道天線或八木天線，它由一個(gè)由一個(gè)有源半波振有源半波振子子和一至兩個(gè)和一至兩個(gè)反射器反射器和若干個(gè)和若干個(gè)引向器引向器構(gòu)成構(gòu)成，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、饋電方便、易于制作和外

2、形美觀等特點(diǎn)。Page 6Page 7Page 8 實(shí)際中的反射器引向器是無(wú)源的，其上電流是從有源實(shí)際中的反射器引向器是無(wú)源的，其上電流是從有源振子感應(yīng)得到的。在作為電視接收天線時(shí)，反射器與引振子感應(yīng)得到的。在作為電視接收天線時(shí)，反射器與引向器都將從空間獲得感應(yīng)電流。向器都將從空間獲得感應(yīng)電流。 反射器只是將一部分能量反射回來(lái)，反射器只是將一部分能量反射回來(lái)， 引向器也將部分能量引向自己一側(cè)，引向器也將部分能量引向自己一側(cè)，三個(gè)振子之間距離不一定為四分之波長(zhǎng)三個(gè)振子之間距離不一定為四分之波長(zhǎng) 。Page 9這個(gè)例子說(shuō)明了如何這個(gè)例子說(shuō)明了如何利用利用MWO創(chuàng)建一個(gè)電磁結(jié)創(chuàng)建一個(gè)電磁結(jié)構(gòu)（構(gòu)（E

3、M structure）并仿真）并仿真。它包含一下幾個(gè)。它包含一下幾個(gè)步驟：步驟： 創(chuàng)建創(chuàng)建 EM structure 建立建立 天線天線 enclosure結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 創(chuàng)建層創(chuàng)建層 定義端口定義端口 修改端口屬性觀察修改端口屬性觀察E面，面，H面方向圖面方向圖 觀察場(chǎng)時(shí)間變化特性觀察場(chǎng)時(shí)間變化特性 將將EM structure添加到原理圖并仿真添加到原理圖并仿真1. 改變陣元激勵(lì)或者陣元排列觀察其方向特性改變陣元激勵(lì)或者陣元排列觀察其方向特性Page 101.1 新建工程新建工程Page 111.2 設(shè)置仿真頻率范圍設(shè)置仿真頻率范圍1米 = 39.3700787 英寸 Page 12Page

4、131.3 生成生成 EM結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 1. 菜單欄選擇菜單欄選擇 Project Add EM Structure New EM Structure. 將出現(xiàn)將出現(xiàn) New EM Structure 對(duì)話框?qū)υ捒? 2. 輸入一個(gè)名稱，例如輸入一個(gè)名稱，例如 “Endfire Array”，列表中選擇仿真器：，列表中選擇仿真器： AWR EMSight, 點(diǎn)擊點(diǎn)擊 Create. 工作空間將出現(xiàn)工作空間將出現(xiàn) EM structure window. Page 14設(shè)定設(shè)定EnclosurePage 15Page 16Page 17Page 18Page 19繪制天線陣列，繪制天線陣列，5個(gè)陣元

5、坐標(biāo)如下：個(gè)陣元坐標(biāo)如下：1 xy:(4.6,5.5) dxdy:(0.1,1.2) (無(wú)源振子，不需要添加端口無(wú)源振子，不需要添加端口)2 xy:(5.2,6.1) dxdy:(0.1,0.6) (有源振子，需要添加端口。有源振子，需要添加端口。該坐標(biāo)為振子上半部分，下半部分需要復(fù)制粘貼該坐標(biāo)為振子上半部分，下半部分需要復(fù)制粘貼)3 xy:(5.9,6.1) dxdy:(0.1,0.6) (有源振子，需要添加端口。有源振子，需要添加端口。該坐標(biāo)為振子上半部分，下半部分需要復(fù)制粘貼該坐標(biāo)為振子上半部分，下半部分需要復(fù)制粘貼)4、 xy:(6.6,6.1) dxdy:(0.1,0.6) (有源振

6、子，需要添加端口。有源振子，需要添加端口。該坐標(biāo)為振子上半部分，下半部分需要復(fù)制粘貼該坐標(biāo)為振子上半部分，下半部分需要復(fù)制粘貼) 5 xy:(7.4,5.6) dxdy:(0.1,1) (無(wú)源振子，不需要添加端口無(wú)源振子，不需要添加端口)Page 20對(duì)中間三個(gè)振子添加端口（對(duì)中間三個(gè)振子添加端口（internal port）Page 21Page 22添加輸出方向圖添加輸出方向圖Page 23添加測(cè)量量添加測(cè)量量Page 24輸出方向圖輸出方向圖Page 25新添輸出圖新添輸出圖Page 26添加測(cè)量量添加測(cè)量量Page 27添加測(cè)量量添加測(cè)量量Page 28輸出輸出H面方向圖面方向圖Page 29繼續(xù)增加輸出圖繼續(xù)增加輸出圖Page 30添加測(cè)量量添加測(cè)量量Page 31輸出方向圖輸出方向圖Page 32新增圖新增圖Page 33添加測(cè)量量添加測(cè)量量Page 34添加測(cè)量量添加測(cè)量量Page 35添加測(cè)量量添加測(cè)量量Page 36輸出輸出S11Page 37添加動(dòng)畫添加動(dòng)畫Page 38 以上仿真可見輻射方向圖與激勵(lì)的相位有關(guān)。方向圖以上仿真可見輻射方向圖與激勵(lì)的相位有關(guān)。方向圖還與激勵(lì)的相對(duì)幅度、陣元間距，陣元尺寸結(jié)構(gòu)，陣元還與激勵(lì)的相對(duì)幅度、陣元間距，陣元尺寸結(jié)構(gòu)，陣元排列形狀有關(guān)。感興趣的同學(xué)可以稍微改變下研究天線排列形狀有關(guān)。感興趣的同學(xué)可以稍微