合肥师范学院2013届本科生毕业论文（设计）

3.3 现代仿真技术在天线设计中的应用

HFSS是Ansoft公司推出的三维电磁仿真软件，以其仿真精度和可靠性、快捷的仿真速度、方便易用的操作界面、稳定成熟的自适应网格剖分技术成为公认的电磁场设计及分析的标准。HFSS软件的用户设计界面简洁直观，场解器精确自适应，功能强大的后处理器以及电性能分析能力，能算出任意形状的三维无源结构的S参数和全波电磁场。HFSS软件的天线、天线阵列设计功能非常强大，能够快速精确地计算天线的各种性能。

利用HFSS设计仿真流程如下列流程图3?1所示，通过建模和仿真最终可得到天线的方向图、阻抗和S参数等。

图3-1

3.4 八木天线的仿真和实物制作 3.4.1 数据计算

要制作的84.8MHz的八木天线的模型如图3?2所示，包括主杆、反射器、主振子和三个引向器等。

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图3-2

频率范围： 84.8MHz 驻波比： ?1.5 增益： 11dBi

波瓣宽度： 水平面：61? 垂直面：50? 前后比： >15dB 阻抗： 70?或50? 最大输入功率： 100W 雷电保护： 直流接地

反射器A: 172.88~93.605cm 驱动元件(主振子)L: 169.8~cm 引向器 B: 159.46~61.652cm 引向器 C: 158.43~65.956cm 引向器 D: 152.75~85.741cm （如图3?3计算器所示计算值）

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图3-3

3.4.2 仿真和实物制作

用HFSS软件仿真如图3?4所示，天线材料为空心铝合金，横梁长222.5cm，高和宽都

123cm、121cm。 为2cm，反向器长165cm，主振子长157cm，三个引向器长依次为127cm、

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图3-4

实物照片如图3?5所示。

图3-5

3.5 实物测试

实物测试主要使用网络分析仪。网络分析是通过测量网络输入端和输出端对频率扫描以及功率扫描测试信号幅度与相位的影响，来精确表征线性系统特性的一种方法。网络分析仪能精确测量入射波、反射波、传输波中的反射和传输特性，它的主要特征是相位测定可能、动态范围广，精确度高，多测试状态同时完成等。网络分析仪分类分为矢网和标网两类，本论文设计中应用的是矢量网络分析仪，能测量和显示电器网络、整体幅度以及相位特性。

用矢量网络分析仪对此八木天线实物进行测试，其结果如图3?5、3?6所示。

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