基于頻域天線的設(shè)計(jì)及測試課件

基于頻域天線的設(shè)計(jì)及測試肖紹球熊江2012.9.10基于頻域天線的設(shè)計(jì)及測試肖紹球熊江1內(nèi)容提要第一部分實(shí)驗(yàn)原理第二部分測試方法第三部分任務(wù)題目內(nèi)容提要第一部分實(shí)驗(yàn)原理2第一部分實(shí)驗(yàn)原理第一部分實(shí)驗(yàn)原理3天線（輻射）問題求解的一般思路天線（輻射）問題求解的一般思路41.半波振子天線1.半波振子天線5由無窮小偶極子積分得到遠(yuǎn)場由無窮小偶極子積分得到遠(yuǎn)場6取l=λ/2取l=λ/27輸入阻抗同軸線饋電與巴侖設(shè)計(jì)輸入阻抗同軸線饋電與巴侖設(shè)計(jì)82.折合振子2.折合振子93.八木天線3.八木天線10drivendipoledirectorreflectorTVorUHFreceiversdrivendipoledirectorreflector114.環(huán)天線無窮小電偶極子λ/10波長電小環(huán)4.環(huán)天線無窮小電偶極子λ/10波長電小環(huán)12單圈電小環(huán)輸入阻抗多圈電小環(huán)輸入阻抗單圈電小環(huán)輸入阻抗多圈電小環(huán)輸入阻抗13饋電方法twinlinefedcoaxiallinefed饋電方法twinlinefedcoaxialline14優(yōu)點(diǎn)剖面低、體積小、重量輕、制作成本低易于共形化設(shè)計(jì)并與有源器件和電路集成為單一模塊缺點(diǎn)帶寬狹窄效率較低傳統(tǒng)解析方法傳輸線模型分析法（R.Munson，1974）空腔模型分析法（Y.T.Lo，1979）并矢格林函數(shù)法模式展開法數(shù)值分析方法矩量法（常用全波仿真軟件：IE3D、FEKO等）時(shí)域有限差分法（常用全波仿真軟件：XFDTD等）有限元法（常用全波仿真軟件：HFSS、COMSOL等）有限積分法（常用全波仿真軟件：CST等）應(yīng)用民用方面：移動通信終端、醫(yī)用探頭、環(huán)境監(jiān)測軍事方面：機(jī)載、星載、彈載雷達(dá)、衛(wèi)星通信等5.貼片天線優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)傳統(tǒng)解析方法數(shù)值分析方法應(yīng)用5.貼片天線15研究內(nèi)容和背景貼片天線的空腔模型分析法基本假設(shè)薄基片（h<<λ），腔內(nèi)電場僅有Ez分量且不隨z而變，腔內(nèi)僅存在TM模式上下為電壁（PEC），四周為磁壁（PMC）忽略邊緣場內(nèi)場分布研究內(nèi)容和背景貼片天線的空腔模型分析法基本假設(shè)內(nèi)場分布16諧振頻率（TMmnp模）前幾個(gè)模式諧振頻率（L>W>h）諧振頻率（TMmnp模）前幾個(gè)模式諧振頻率（L>W>h）17貼片天線的TM010模equivalentmagneticcurrentsEfield“邊射輻射”（broadsideradiation）研究內(nèi)容和背景內(nèi)場分布諧振頻率貼片天線的TM010模equivalentmagneti18基于頻域天線的設(shè)計(jì)及測試課件19饋電方法饋電方法20設(shè)計(jì)要點(diǎn)要求：設(shè)計(jì)工作頻率為fr的矩形貼片天線，確定貼片尺寸W,L確定基板參數(shù)εr，h確定W:確定延伸長度：確定L：設(shè)計(jì)要點(diǎn)確定基板參數(shù)εr，h21饋點(diǎn)選擇饋點(diǎn)選擇22設(shè)計(jì)實(shí)例設(shè)計(jì)實(shí)例23第二部分測試方法反射系數(shù)、駐波比、回波損耗方向圖增益第二部分測試方法反射系數(shù)、駐波比、回波損耗24設(shè)計(jì)一個(gè)頻率范圍900MHz的全向輻射半波振子天線，同軸線饋電，使用巴侖保持方向圖良好設(shè)計(jì)一個(gè)頻率范圍為470－476MHz的全向輻射折合振子天線，雙線饋電在1和2中選擇一個(gè)將其擴(kuò)展為八木天線使其具有強(qiáng)定向性設(shè)計(jì)一個(gè)中心頻率為200MHz的圓環(huán)天線，可考慮雙線和同軸線饋電設(shè)計(jì)一個(gè)中心頻率為2.4GHz的矩形貼片天線，采用同軸探針背饋設(shè)計(jì)一個(gè)中心頻率為10GHz的矩形貼片天線，采用微帶線側(cè)饋第三部分任務(wù)題目設(shè)計(jì)一個(gè)頻率范圍900MHz的全向輻射半波振子天線，同軸線25基于頻域天線的設(shè)計(jì)及測試肖紹球熊江2012.9.10基于頻域天線的設(shè)計(jì)及測試肖紹球熊江26內(nèi)容提要第一部分實(shí)驗(yàn)原理第二部分測試方法第三部分任務(wù)題目內(nèi)容提要第一部分實(shí)驗(yàn)原理27第一部分實(shí)驗(yàn)原理第一部分實(shí)驗(yàn)原理28天線（輻射）問題求解的一般思路天線（輻射）問題求解的一般思路291.半波振子天線1.半波振子天線30由無窮小偶極子積分得到遠(yuǎn)場由無窮小偶極子積分得到遠(yuǎn)場31取l=λ/2取l=λ/232輸入阻抗同軸線饋電與巴侖設(shè)計(jì)輸入阻抗同軸線饋電與巴侖設(shè)計(jì)332.折合振子2.折合振子343.八木天線3.八木天線35drivendipoledirectorreflectorTVorUHFreceiversdrivendipoledirectorreflector364.環(huán)天線無窮小電偶極子λ/10波長電小環(huán)4.環(huán)天線無窮小電偶極子λ/10波長電小環(huán)37單圈電小環(huán)輸入阻抗多圈電小環(huán)輸入阻抗單圈電小環(huán)輸入阻抗多圈電小環(huán)輸入阻抗38饋電方法twinlinefedcoaxiallinefed饋電方法twinlinefedcoaxialline39優(yōu)點(diǎn)剖面低、體積小、重量輕、制作成本低易于共形化設(shè)計(jì)并與有源器件和電路集成為單一模塊缺點(diǎn)帶寬狹窄效率較低傳統(tǒng)解析方法傳輸線模型分析法（R.Munson，1974）空腔模型分析法（Y.T.Lo，1979）并矢格林函數(shù)法模式展開法數(shù)值分析方法矩量法（常用全波仿真軟件：IE3D、FEKO等）時(shí)域有限差分法（常用全波仿真軟件：XFDTD等）有限元法（常用全波仿真軟件：HFSS、COMSOL等）有限積分法（常用全波仿真軟件：CST等）應(yīng)用民用方面：移動通信終端、醫(yī)用探頭、環(huán)境監(jiān)測軍事方面：機(jī)載、星載、彈載雷達(dá)、衛(wèi)星通信等5.貼片天線優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)傳統(tǒng)解析方法數(shù)值分析方法應(yīng)用5.貼片天線40研究內(nèi)容和背景貼片天線的空腔模型分析法基本假設(shè)薄基片（h<<λ），腔內(nèi)電場僅有Ez分量且不隨z而變，腔內(nèi)僅存在TM模式上下為電壁（PEC），四周為磁壁（PMC）忽略邊緣場內(nèi)場分布研究內(nèi)容和背景貼片天線的空腔模型分析法基本假設(shè)內(nèi)場分布41諧振頻率（TMmnp模）前幾個(gè)模式諧振頻率（L>W>h）諧振頻率（TMmnp模）前幾個(gè)模式諧振頻率（L>W>h）42貼片天線的TM010模equivalentmagneticcurrentsEfield“邊射輻射”（broadsideradiation）研究內(nèi)容和背景內(nèi)場分布諧振頻率貼片天線的TM010模equivalentmagneti43基于頻域天線的設(shè)計(jì)及測試課件44饋電方法饋電方法45設(shè)計(jì)要點(diǎn)要求：設(shè)計(jì)工作頻率為fr的矩形貼片天線，確定貼片尺寸W,L確定基板參數(shù)εr，h確定W:確定延伸長度：確定L：設(shè)計(jì)要點(diǎn)確定基板參數(shù)εr，h46饋點(diǎn)選擇饋點(diǎn)選擇47設(shè)計(jì)實(shí)例設(shè)計(jì)實(shí)例48第二部分測試方法反射系數(shù)、駐波比、回波損耗方向圖增益第二部分測試方法反射系數(shù)、駐波比、回波損耗49設(shè)計(jì)一個(gè)頻率范圍900MHz的全向輻射半波振子天線，同軸線饋電，使用巴侖保持方向圖良好設(shè)計(jì)一個(gè)頻率范圍為470－476MHz的全向輻射折合振子天線，雙線饋電