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1、圓形和矩形微帶貼片圓極化性能仿真分析畢業(yè)論文目錄摘要IVAbstractII第1章緒論11.1課題背景11.2HFSS簡述2第2章矩形天線32.1引言32.2.1矩形天線輻射理論42.2.2圓極化理論62.2.3矩形天線數(shù)據(jù)計(jì)算102.3仿真模型12第3章圓形貼片天線233.1引言233.2理論依據(jù)233.4結(jié)果及優(yōu)化27結(jié)論2參考文獻(xiàn)4致謝6附錄15附錄26附錄310附錄415I章及標(biāo)題第1章緒論1.1課題背景眾所周知，麥克斯韋是電磁學(xué)方面的泰山北斗，他的存在猶如牛頓之于經(jīng)典力學(xué)之存在，在潛心研究前人理論之后（如法拉
2、第），麥克斯堅(jiān)信電與磁之間有著不可分割的聯(lián)系，他于1873年發(fā)表的《電磁通論》，全面、系統(tǒng)、完美地闡述了電磁場理論，這一理論也成為經(jīng)典物理學(xué)的重要支柱。電磁學(xué)的理論基礎(chǔ)離不開麥克斯韋方程組，它是解析電磁關(guān)系的鑰匙?；趯?duì)電磁理論的深刻研究，電磁學(xué)已獲得長足的發(fā)展。從磁懸浮列車，到普及世界的手機(jī)通訊，從電磁爐微波爐，到強(qiáng)大殺傷力的電磁炮，可以說它已經(jīng)改變我們的生活，相信在未來的世界里電磁學(xué)扮演的角色會(huì)愈加重要，科學(xué)歷史的長河里電磁學(xué)必然有著不可替代的地位。微波技術(shù)是電磁學(xué)一門重要的分支，近年來被廣泛運(yùn)用到各種領(lǐng)域，如雷達(dá)
3、、通信、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、寬帶部件、集成電路、醫(yī)療電子系統(tǒng)、微波能應(yīng)用、微波環(huán)境遙感系統(tǒng)等。微波技術(shù)中的天線設(shè)計(jì)，無疑有著無可取代的位置，天線在無線傳播中發(fā)揮著重要的作用。天線以工作性質(zhì)性質(zhì)分類可分為發(fā)射天線和接收天線；以工作用途分類可分為通信天線，電視天線，廣播天線，雷達(dá)天線等；以輻射方向分類可分為全向天線和定向天線；以工作波長分類可分為超長波天線，長波天線，中波天線，短波天線，超短波天線，微波天線等。其中微波天線的頻率范圍在300MHZ—300GHZ，其間有巨大的頻率跨度，本文中所要研討的即是微波天線中的微帶天線，微帶天線
4、的特點(diǎn)為波長短，頻率高，窄帶寬，小功率等。微帶貼片天線是近30年來逐漸發(fā)展起來的新型天線。常用模型是在一個(gè)薄介質(zhì)基上（如聚四氟乙烯玻璃纖維壓層），一面附上金屬薄層作接地板，另一面用光刻腐蝕等方法作出一定形狀的金屬貼片，利用微帶線和軸線探針對(duì)貼片饋電，這樣就形成了微帶貼片天線。31章及標(biāo)題微帶貼片體積小、重量輕、薄的平面結(jié)構(gòu)適合與飛行器共形，它的制作工藝簡單，成本低廉，有很大的發(fā)展前景。目前在衛(wèi)星通信、雷達(dá)、遙感、導(dǎo)彈、遙測遙控、環(huán)境監(jiān)測、生物醫(yī)學(xué)、便攜式無線電設(shè)備等，貼片天線已被廣泛運(yùn)用。相比較一般的貼片天線，圓極化貼
5、片天線具有更優(yōu)秀的輻射特性。線極化波容易在傳播過程中發(fā)生偏轉(zhuǎn)造成衰減，圓極化波在遇到障礙物后會(huì)反向，直射波與反射波會(huì)有極化隔離，因此圓極化波具有較強(qiáng)的抗干擾力。值得提起的是衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的天線極化方式，都采用圓極化輻射，所以研究圓極化天線輻射特性很有意義和價(jià)值。1.2HFSS簡述微波工程分析和設(shè)計(jì)工作有很大的難度，對(duì)于傳統(tǒng)的分析方法來說，要實(shí)現(xiàn)當(dāng)今這樣高度復(fù)雜的電磁系統(tǒng)，無疑是捉襟見肘。即使有充分的知識(shí)儲(chǔ)備和超越常人的耐心與毅力，因設(shè)計(jì)工作需要反復(fù)的設(shè)計(jì)、加工、調(diào)試，所以一個(gè)設(shè)計(jì)周期往往較長，在如今快節(jié)奏的社會(huì)體制下
6、，也很難取得發(fā)展。20世紀(jì)60年代開始出現(xiàn)微波分析的數(shù)值方法，在此基礎(chǔ)上誕生了第一個(gè)微波技術(shù)的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件（EDA）。目前，微波EDA軟件已經(jīng)成為微波工程師進(jìn)行天線、微波電路、電磁兼容等設(shè)計(jì)的最基本工具。20世紀(jì)80年代，美國Ansoft公司研發(fā)出HFSS（HighFrequencyStructureSimulator）軟件，HFSS是基于電磁場有限元方法（FEM）分析微波工程問題的三維電磁仿真軟件。HFSS憑借其超高的仿真精度、快捷的仿真速度、令人稱贊的可靠性、方便簡單的操作界面、穩(wěn)定成熟的自適應(yīng)網(wǎng)格剖分技術(shù)，
7、很快獲得人們的認(rèn)可與肯定，逐漸成為微波設(shè)計(jì)的首選工具和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)今已被廣泛運(yùn)用在航空、航天、電子、半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)、通信等諸多領(lǐng)域。但是由于軟件的語言為純英文操作，讓國內(nèi)的微波設(shè)計(jì)愛好者及工程師不能順暢全面的使用，國內(nèi)有許多微波工程資深工程師和教授都曾出版過有關(guān)HFSS使用及解析的書籍，其中很多都有獨(dú)到的見解。例如，由西安電子科技大學(xué)出版謝擁軍老師等編著的《AnsoftHFSS基礎(chǔ)及應(yīng)用》；李明洋老師主編的《HFSS天線設(shè)計(jì)》等都有較高的參考價(jià)值。31章及標(biāo)題1.3研究目的及意義圓極化微帶天線因?yàn)槠鋬?yōu)秀的輻射性能，如今
8、被廣泛運(yùn)用于各種領(lǐng)域，隨著信息傳輸?shù)囊蟛粩嘣龃螅瑢?duì)頻率，帶寬及極化方式必然有著越來越嚴(yán)苛的要求。所以研究圓極化貼片天線的輻射性能，對(duì)圓極化貼片天線有基本的認(rèn)識(shí)和理解，不論從個(gè)人還是社會(huì)角度看，都是極有意義的事。本文目的是通過探索圓極化貼片的各種變量參數(shù)，分析各種參數(shù)對(duì)應(yīng)天線輻射性能的具體指標(biāo)，對(duì)貼片天線設(shè)計(jì)及優(yōu)化方案實(shí)現(xiàn)有一定的
