基于HFSS的圆锥喇叭天线设计资料

基于HFSS的圆锥喇叭天线设计学院（系）：电子工程与光电技术学院姓名、学号：郝晓辉1104330111席家祯1104330126白剑斌1104330105指导老师：钱嵩松背景、发展发射机接收机馈线馈线天线（换能器）为了改善方向性，压窄方向图和获得较高的增益，需要增大波导辐射器的口径面积，将波导终端做成逐渐张开的形状，就是喇叭天线。天线电参数•辐射方向图•方向系数•天线效率•增益•阻抗微波网络S参数喇叭天线参数馈电波导可以是矩形或圆形的。图中w是矩形口径的宽度，a是圆形口径的半径．R称为斜径，从口径中心到波导与喇叭接口处的距离是轴长L。无量纲常数SRaS2222aRR给定增益设计喇叭•该表中同时列出了以S作为参变数的圆锥喇叭渐变振幅和相位误差损失值。利用此表容易求得已知喇叭参数的增益，或已知（给定）增益设计喇叭天线。•增益与口径直径关系式其中GF为误差损失值ATL为幅度渐变效率PEL为相位误差效率PELATLGF我们能够获得已知增益使斜径最短的最佳圆锥喇叭。对于一定的斜径，当我们画出增益随口径半径变化的曲线时，会发现使增益最大的口径半径值不是一个固定值，而是一个较宽的范围。用增益为纵坐标，给出一组这样的曲线，由图可以看出，过增益最大值可以搭出一条对应于S=0.39的线。这就是GF=2.85dB(ATL+PEL)的最佳喇叭。喇叭天线参数及要求•尺寸参数：矩形波导尺寸a×b=7.112mm×3.556mm，波导端口至圆锥顶部长5mm，天线中心频率f0=35GHz，圆锥喇叭口径与高度自行设计。•要求：工作频率附近最大辐射方向上增益在20dB以上；S11小于-20dB。由关系式代入数据（令增益G=22dB;GF=2.85dB，S=0.39），求得，喇叭开口直径d=47.68637mm圆锥高度h=81.62395mm，由此进入HFSS15.0进行仿真进一步分析其性能。圆锥喇叭天线的仿真仿真步骤：1．建立新的工程2．设置求解类型3．设置模型单位4．设置模型的默认材料5．创建喇叭模型6．创建辐射边界7．创建波端口8．辐射场角度设置9．求解设置10．保存工程11．查看求解收敛结果12．后处理操作仿真结果远场增益驻波比工作频率附近S参数远区辐射场3D极坐标图结果优化仿真结果分析•工作频段附近S11小于-25dB，满足要求。•最大辐射方向上增益大于20dB。•驻波比接近于1:1，说明天线能获得较大的辐射功率。谢谢