6.5雙頻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，并掌握雙頻矩形尺寸計(jì)算的一般過程。(2)了解微帶天線獲得雙頻的方法，并設(shè)計(jì)一種雙頻微帶天線。(3)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)。(4)通過HFSS仿真分析天線的輻射原理及天線基本參數(shù)。(5)能夠設(shè)計(jì)出滿足指標(biāo)要求的雙頻矩形微帶天線。二、預(yù)習(xí)要求(1)了解雙頻矩形微帶天線的結(jié)構(gòu)、輻射原理和基本參數(shù)。(2)熟悉HFSS軟件分析和設(shè)計(jì)天線的基本方法及具體操作。三、實(shí)驗(yàn)原理隨著微波無線通信系統(tǒng)的迅速發(fā)展，為了滿足與多個(gè)終端的通信要求,實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)共用和收發(fā)共用等功能，這就要求天線在不同頻段下工作，因此天線的多頻段通信技術(shù)成為現(xiàn)代無線通信領(lǐng)域迫切需要研究的問題。實(shí)現(xiàn)微帶天線雙頻工作的方法有多種：多片法、多模單片法、加載寄生枝節(jié)法、多縫隙法等。其中，其中，獲得雙頻工作的一種最簡單的方法是雙模單片法，即單層雙頻矩形微帶天線，如圖6.5-1所示。圖6.5-1單饋電單層雙頻矩形微帶天線假定雙頻矩形微帶天線的輻射貼片長度為L,寬度為W，則輻射貼片長度L對應(yīng)TM10的頻率諧振，寬度W對應(yīng)TM01的頻率諧振，進(jìn)而使同一個(gè)輻射貼片工作在兩個(gè)頻率。如圖6.5-1所示，在矩形微帶輻射片上的中心位置構(gòu)建一個(gè)坐標(biāo)系，其中，A點(diǎn)(x,0）位置僅能激發(fā)TMm0(m=1，3，5，……)模式；同理，在B點(diǎn)(0,y)位置僅能激發(fā)TM0n(n=1，3，5，……)模式。雙頻矩形微帶天線天線需要同時(shí)激發(fā)TM01和TM10模式，則可將饋電點(diǎn)置于（x,y）位置的C點(diǎn)，且這兩種模式均能得到50Ω的輸入阻抗。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)雙頻矩形微帶天線，其中心頻率分別為1.9GHz和2.45GHz，且中心頻率的回波損耗大于20dB。介質(zhì)基片厚度H=1.6mm，相對介電常數(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)告的格式和內(nèi)容完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。(