螺旋天线的仿真设计微波课设.doc

太原理工大学现代科技学院 课程设计任务书专业班级学生姓名课程名称微波技术与天线课程设计设计名称螺旋天线的仿真设计设计周数1.5周指引教师设计任务重要设计参数1 熟悉HFSS仿真平台的使用2 熟悉圆极化天线的工作原理与设计措施3 在HFSS平台上完毕如下螺旋天线的仿真设计 中心频率 f=4GHZ， λ=75mm; 螺旋导体的半径 d=0.15λ=11.25mm; 螺旋线导线的半径 a=0.5mm; 螺距 s=0.25λ=18.75mm; 圈数 N=3; 轴向长度 l=Ns;4 结合同组其她同窗的设计成果完毕对于该天线构造参数与性能之间关系的探讨5 在1.5周内完毕设计任务设计内容设计规定6.25：分组、任务分派、任务理解6.26：查阅参照资料，理论上熟悉所设计的器件的工作原理与特性，完毕方案的设计6.27~6.29：熟悉仿真平台的使用，完毕在平台上的建模，设立，成果提取与分析，以及验收7.2：同组同窗成果汇总及讨论7.3~7.4：设计阐明书的撰写 在设计过程中，作为设计小构成员，每位同窗要具有团队意识和合伙精神，并最后独立完毕自己的设计任务。

重要参照资 料刘学观，微波技术与天线，西安电子科技大学电出版社，.顾继慧，微波技术，科学出版社，.李明洋，HFSS应用设计详解，人民邮电出版社，. 指引教师签名： 日期： ……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………专业班级 学号 姓名 成绩 一、设计题目 螺旋天线的仿真设计 二、设计目的 （1）熟悉Ansoft HFSS软件的使用。

（2）学会螺旋天线的仿真设计措施 （3）完毕螺旋天线的仿真设计，并查看S参数以及场分布 三、实验原理 螺旋天线（helical antenna）是一种具有螺旋形状的天线它由导电性能良好的金属螺旋线构成，一般用同轴线馈电，同轴线的心线和螺旋线的一端相连接，同轴线的外导体则和接地的金属网（或板）相连接，该版即为接地板螺旋天线的辐射方向与螺旋线圆周长有关当螺旋线的圆周长比一种波长小诸多时，辐射最强的方向垂直于螺旋轴；当螺旋线圆周长为一个波长的数量级时，最强辐射出目前螺旋旋轴方向上 四、设计规定 设计一种右手圆极化螺旋天线，规定工作频率为4G，分析其远区场辐射特性以及S曲线。

本设计参数为：螺旋天线的中心频率 f=4GHz ， λ=75mm； …………………………………装……………………………………订………………………………………线…………………………………………… 螺旋导体的半径 d=0.15λ=11.25mm； 螺旋线导线的半径 a=0.5mm； 螺距 s=0.25λ=18,75mm； 圈数 N=3； 轴向长度 l=Ns； 五、设计仿真环节 在HFSS建立的模型中，核心是画出螺旋线模型。

画螺旋线，现阐明螺旋线模型的创立 1、建立新的工程 运营HFSS，点击菜单栏中的Project>Insert Hfss Dessign，建立一种新的工程 2、设立求解类型 （1）在菜单栏中点击HFSS>Solution Type （2）在弹出的Solution Type窗口中 （a）选择Driven Modal （b）点击OK按钮 3、设立模型单位 将创立模型中的单位设立为毫米。

（1）在菜单栏中点击3D Modeler>Units （2）设立模型单位： （a）在设立单位窗口中选择：mm （b）点击OK按钮 4、设立模型的默认材料 在工具栏中设立模型的下拉菜单中点击Select，在设立材料窗口中选择copper（铜）材料，点击OK按钮（拟定）确认 5、创立螺旋天线模型 （1）创立螺旋线Helix。

在菜单中点击Draw>Circle,输入圆的中心坐标X:11.25 Y:0 Z:0 ,按回车键结束输入圆的半径dX:0.5 dY:0 dZ:0 按回车键结束输入在特性（Porperties）窗口中将Axis改为Y点击确认在历史操作树中选中该circle在菜单键点击Draw>Helix，在右下角的输入栏中 …………………………………装……………………………………订………………………………………线…………………………………………… 输入X:0 Y:0 Z:-7.5，按回车键结束输入；在右下角的输入栏中输入dX:0 dY:0 dZ;50；按回车键；在弹出的Helix窗口中，Turn Directions:Right Hand Pitch:18.75(mm) Tuns:3; Radius change per Turn:0点击OK。

在特性窗口中选择Attribute标签，将名字改为Helix （2）建立螺旋天线与同轴线相连的连接杆ring 在菜单中点击Draw>Cylider,创立圆柱模型输入坐标为X:11.25，Y:0 Z;0 ，按回车键结束输入输入半径dX:0.5 dY:0 dZ:0 ，按回车键结束输入，输入圆柱长度dX;0 dY:0 dZ:-3,按回车键结束输入在特性窗口中选择Attribute选项卡，将名字改为ring，点击拟定 （3）创立球体Sphere1 为了把Helix和ring连接起来，创立一种球体Sphere1，点击Draw>Sphere,输入球心坐标X:22.5 Y:0 Z:0；按回车键结束输入输入球体半径，dX:0.5 dY:0 dZ:0；在特性（Property）窗口中选择Attribute标签，将该圆柱的名字改为Sphere1 （4）将Helix、ring和Sphere1结合。