電磁場與電磁波試驗七

1、微波技術(shù)與天線實驗報告實驗七微帶縫隙天線仿真設(shè)計學(xué) 院通信工程班級13083414學(xué)號13081405姓名田昕煜指導(dǎo)教師 巍一振2015年 12 月 17 日事門應(yīng)孑孫之亭HANIZEiqV DIANZI： IJN VE l%5-cT一、實驗?zāi)康?、了解微帶縫隙天線的概念2、掌握 MWO EM structure 仿真方法3、掌握天線基本參數(shù)及優(yōu)化設(shè)計方法二、實驗要求：1、熟悉利用 MWO軟件進行EM仿真。2、熟悉微帶天線基本特性3、了解 WMO原理圖引入 EM結(jié)構(gòu)方法。4、利用MWO分析天線工作特性（反射，方向圖等）三、實驗原理：1、微帶縫隙天線這種天線由三層組成：上層為金屬層（構(gòu)成槽線、微

2、帶線的地），中間為介質(zhì)基板，下層為 金屬層來構(gòu)成微帶導(dǎo)帶。如圖所示。微帶天線的概念早在 1953年就G. A. DeSchampS提出，在20世紀50年代和60年代只有 一些零星的研究。直到20世紀70年代初期，當微帶傳輸線的理論模型及對敷銅的介質(zhì)基片 的光刻技術(shù)發(fā)展之后，第一批具有許多設(shè)計結(jié)構(gòu)的實用的微帶天線才被制造出來。縫隙天線最早是在1946年H. G. Booker提出的，同微帶天線一樣最初沒有引起太多的注意?？p隙 天線可以借助同軸電纜很方便地饋送能量，也可用波導(dǎo)饋電來實現(xiàn)朝向大平片單側(cè)的輻射， 還可以在波導(dǎo)壁上切割出縫隙的陣列。縫隙開在導(dǎo)電平片上， 稱為平板縫隙天線； 開在圓柱面上，

3、稱為開縫圓柱天線。開縫圓柱導(dǎo)體面是開縫導(dǎo)體片至開縫圓柱導(dǎo)體面的進化。波導(dǎo)縫隙陣天線由于其低損耗、高輻射效率和性能等一系列突出優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用：而平板縫隙天線卻因為損耗較大，功率容量低，效率不高，導(dǎo)致發(fā)展較為緩慢。到1972年，Y . Yoshimura 明確提出微帶饋電縫隙天線的概念。微帶天線特點：具有以下優(yōu)點：饋電網(wǎng)絡(luò)和輻射單元相對分離，從而把饋線對天線輻射方向圖的影響降到最小，對制造公差要求比貼片天線低，可用標準的光刻技術(shù)在敷銅電路板上進行生產(chǎn)，在組陣時其單元間隔離可比貼片天線更大。特別是對于運動物體所用天線，微帶縫隙天線可以說是理想的選擇，因為它可以與物體的表面做得平齊，沒有凸起部分，

4、用于快速飛行器表面時不事門應(yīng)孑孫之亭HANEZEiqV DIANZI： LJN VE l%3-T會帶來附加的空氣阻力，既隱蔽又不影響物體的運動。“EMSight”模擬器是一個完整的三維電磁場模擬程序包，它可用于平面高頻電路和天線結(jié)構(gòu)的分析。方法的特點是把一種威力強大的修正譜域矩量法與直觀的視窗圖形用戶界面(GUI)技術(shù)結(jié)合起來。該模擬器可以精確地確定平面結(jié)構(gòu)的等效多端口網(wǎng)絡(luò)散射參量?！盓MSight”模擬器除了能進行常用的點頻逐點計算之外,還安裝了快速掃頻(FFS)算法。所以這種模擬器計算三維電磁場的精度與其它在工業(yè)上常用的方法相同，而計算速度卻快得多。它可以分析下列電路的電氣特性：射頻集成電

5、路 (RFIC),微波單片集成電路(MMIC),微帶貼片天線和高速印制電路(PCB)?！癊MSight ”模擬器分析的電路都安裝在一個矩形的金屬包裝盒內(nèi)，對于電路的層數(shù)和端口數(shù)并沒有限制。分析時模擬器自動地對所計算的對象進行分割，在電流密度變化大的地方，網(wǎng)格分得細，即單元尺寸取得小。而在電流密度變化小的地方，單元尺寸取得大。用戶也可以根據(jù)需要自行調(diào)節(jié)網(wǎng)格密度?！癊MSight ”模擬器還具有顯示微波平面電路內(nèi)金屬上電流和空間電場力線的能力。電流或電場均可以以三維或二維的形式來顯示 ，箭頭表示電流的流向或電場的指向 ，而力線顏色 的深淺表示電流或電場的強弱。四、實驗過程創(chuàng)建 EM structu

6、re 建立 an enclosure 創(chuàng)建層 定義端口配置計算網(wǎng)格觀察電流密度和電場強度-觀察smith圓圖和方向圖一-執(zhí)行頻率掃描(AFS)-將EMstructure添加到原理圖并仿真布門定孑的林士,學(xué)HANEZE-iqU P：| ANZ | IJN VE FKS ETY拉-FJ*M(V/u)PORT P=l 樂鐘Ghm泰也應(yīng)孑孫立亨HANEZE-iqV DIANZI： IJH !： VE ftS-CTVSUBCKT -IIS1METU，1M.m 白 nn 射MUN ID-TL1 WsMitiH L=630 mil -M6MBgmm H=3flm|TWI7 muh Rho=1 TaM=Q DD13 ErttaTRNamgaSUBIdirection事門應(yīng)孑孫立亨HANIZE-igU DIANZI： UHtVER5-TEFielt(V/m)察也應(yīng)孑孫之亭HANEZEiqU DIANZI： LJNIVT 融/ ITT五、思考題改變縫隙寬度后縫隙距離d=600事門