6.4矩形微帶天線仿真實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)了解矩形微帶天線的輻射原理和分析方法，并掌握微帶天線尺寸計(jì)算一般過程。(2)學(xué)習(xí)并掌握HFSS軟件的使用，熟悉天線仿真的流程，并完成天線的優(yōu)化設(shè)計(jì)。(3)通過HFSS仿真分析以理解天線的輻射原理及天線基本參數(shù)。(4)能夠設(shè)計(jì)出滿足指標(biāo)要求的矩形微帶天線。二、預(yù)習(xí)要求(1)了解矩形微帶天線的結(jié)構(gòu)、輻射原理和基本參數(shù)。(2)熟悉HFSS軟件分析。(3)熟悉利用HFSS熟悉設(shè)計(jì)天線的基本方法及具體操作三、實(shí)驗(yàn)原理

微帶天線因其剖面低、尺寸小、重量輕、易共形和集成等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛的應(yīng)用。微帶天線通常在一塊厚度遠(yuǎn)小于工作波長的介質(zhì)基片的一面上敷以金屬層作為接地板，而另一面是尺寸和波長相比擬的金屬層作為輻射片，并利用微帶線或同軸線等傳輸線進(jìn)行饋電。

2.微帶天線的饋電

目前常見的幾種微帶天線饋電形式有微帶線饋電、同軸線饋電、耦合饋電和縫隙饋電等，其中，微帶線饋電和同軸線饋電是應(yīng)用最為廣泛的兩種饋電方式。1)微帶線饋電微帶線饋電方式又稱為側(cè)饋，是把微帶傳輸線與微帶輻射貼片集成在一起進(jìn)行饋電，可以為中心饋電，也可以偏心饋電，如圖6.4-2所示，但饋電點(diǎn)的位置與激勵(lì)模式有關(guān)。

(a)中心饋電(b)偏心饋電圖6.4-2微帶線饋電由上面幾個(gè)實(shí)驗(yàn)可知，微帶天線的輸入阻抗存在與50Ω不一致的情況，所以可以在天線輻射貼片與饋線之間接入阻抗匹配變換器而重新做成天線，其中，如果矩形輻射貼片的場(chǎng)沿某邊有變化，那么改動(dòng)饋電點(diǎn)的位置是獲得阻抗匹配的一種簡單辦法。

2)同軸線饋電同軸線饋電又稱為背饋，它是將同軸插座安裝在接地板上，同軸線外導(dǎo)體接地、內(nèi)導(dǎo)體穿過介質(zhì)基片接在輻射貼片上，如圖6.4-3所示。

（a）俯視圖（b）側(cè)視圖

圖6.4-3同軸線饋電

四、實(shí)驗(yàn)儀器計(jì)算機(jī)

1臺(tái)

HFSS軟件

1套五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)一個(gè)同軸線饋電的矩形微帶天線，其中心頻率為2.45GHz，中心頻率處的回波損耗不小于20dB。介質(zhì)基片厚度H=1.6mm，相對(duì)介電常數(shù)εr=4.4?？偨Y(jié)設(shè)計(jì)思路和過程，給出具體的天線結(jié)構(gòu)參數(shù)和仿真結(jié)果（如VSWR、方向圖等），分析其遠(yuǎn)區(qū)輻射場(chǎng)特性。六、注意事項(xiàng)(1)采用TXLINE軟件計(jì)算相應(yīng)微帶線的長度和寬度。(2)天線的初始尺寸應(yīng)準(zhǔn)確計(jì)算。(3)HFSS建模、激勵(lì)設(shè)置、邊界條件設(shè)置、求解設(shè)置等應(yīng)正確。(4)結(jié)合天線的工作原理，靈活使用HFSS的掃參、優(yōu)化和靈敏度分析等功能進(jìn)行電路優(yōu)化。七、報(bào)告要求(1)按照標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的格式和