基于HFSS仿真 小型超高频微带天线的设计(通信毕业设计题目大全）
[摘要]天线是一个用于发送和接收电磁波的重要的无线电设备，没有天线就没有无线电通信。不同种类的天线适用于不同用途，不同场合，不同频率，不同要求等不同情况；天线种类繁多，可按照一定特征进行分类：根据用途分类，可分为通信天线，雷达天线等；根据工作频段分类，可分为短波天线，超短波天线，微波天线等。随着技术的进步，在不同领域对于天线的各个要求越来越高，所以对小型超高频微带天线的尺寸与性能的分析有着重要的作用。对此，本文使用 HFSS 软件研究了小型超高频微带天线的设计方法，论文介绍及分析了天线的基本概念和相关性能参数，重点对小型超高频微带天线进行了研究。本文介绍了小型超高频微带天线的分析方法，并使用 HFSS 软件的天线仿真功能，对简单的小型超高频微带天线进行了仿真和分析。
[关键词] 小型超高频微带天线 设计 分析 HFSS
[Abstract] Antenna is an important radio equipment for transmitting and receiving electromagnetic waves. Without antenna, there would be no radio communication. Different kinds of antennas are suitable for different applications, different occasions, different frequencies, different requirements and other different situations; there are many kinds of antennas, which can be classified according to certain characteristics: according to the classification of use, they can be divided into communication antenna, radar antenna, etc; according to the classification of working frequency band, they can be divided into short-wave antenna, ultra-short-wave antenna, micro-wave antenna, etc. Wave antennas and so on. With the development of technology, the requirements for antennas in different fields are becoming higher and higher, so the analysis of the size and performance of small UHF microstrip antennas is very important. In this paper, HFSS software is used to study the design method of small UHF microstrip antenna. The basic concepts and related performance parameters of the antenna are introduced and analyzed, especially the small UHF microstrip antenna. In this paper, the analysis method of small UHF microstrip antenna is introduced. Simple UHF microstrip antenna is simulated and analyzed by using the antenna simulation function of HFSS software.
Design and analysis of miniature ultra high frequency microstrip antenna HFSS
目录
1 绪论 4
1.1课题的背景和意义 4
1.2国内外研究现状 3
1.3天线的基本知识 4
1.3.1天线的方向图 4
1.3.2方向图的波瓣 5
1.3.3方向图的参数 5
1.3.4方向性系数和增益 5
1.4有限元分析 6
1.5 软件HFSS简介 8
1. 参数模型的产生――建立几何体，设置边界和激励条件 11
2. 分析计算――定义解决方案和扫频 11
3. 结果显示――建立2D报告和场图 11
4. 解决循环――解决的过程全部自动化 11
2 天线的基本概念及原理 12
2.1 天线的基本概念 13
(1) 能量转换 13
(2) 定向辐射或接收 13
(3) 应有适当的极化 13
(4) 天线应有一定的工作频段 13
2.2 天线辐射原理 13
2.3 天线的基本参数 14
2.3.1 天线的极化 14
2.3.2 天线方向图的概念 15
2.3.3 天线输入阻抗的计算方法 16
2.3.4 天线的谐振频率与工作频带宽度 16
2.3.5 天线的驻波比 17
3 小型超高频微带天线概述 18
3.1 小型超高频微带天线的简介 18
3.1.1 小型超高频微带天线结构与分类 18
3.1.2 小型超高频微带天线的性能 19
3.1.3 小型超高频微带天线的形状 20
3.2 小型超高频微带天线的分析方法 20
3.2.1 物理模型 20
3.2.2 辐射原理 20
3.2.3 小型超高频微带天线的结构 20
4 小型超高频微带天线的相关理论及实例仿真 24
4.1 小型超高频微带天线的基本理论 24
(1) 简化分析模型 24
(2) 全波分析模型 24
4.2 小型超高频微带天线的仿真 24
4.3 HFSS 对具体实例的仿真 24
4.3.1 选取小型超高频微带天线模型 24
4.3.2 HFSS 的仿真过程 26
4.3.3 仿真结果 27
4.3.4 结论分析 29
结语 30
致谢 31
参考文献 32
1 绪论
1.1课题的背景和意义
制导系统是导弹及飞行器控制导航精度的核心部件，评价制导系统的性能主要有两种方法，一种是外场试验：实际打靶或实际飞行中获得数据再依据这些数据来分析评价制导系统的性能。这种物理仿真的优点是直接、形象、易信，但模型受限、易破坏、难以重用。另一种方法是半物理仿真试验，即以计算机和专用物理设备为工具，利用系统建模，对实际系统进行实验研究的一门综合技术。它通过模拟导弹或飞行器的实际飞行环境，用仿真设备在地面测试评价制导系统的各项性能指标，检测系统的工作状态和跟踪精度。这种方法有造价低、可重复测试、仿真极其安全的优点，得到了越来越广泛的应用，并取得巨大的经济效益，成为导弹系统研制和评价其它航空航天设备的主要手段。
射频仿真是导弹制导系统半实物仿真的重要组成部分，借助于三轴仿真转台，通过复现导弹姿势角变化，使制导回路闭合，考察导弹制导系统性能，优化设计导引头系统。在弹道仿真工作站的控制下，模拟导弹偏航、俯仰、滚动运动姿势；为射频面阵校准提供坐标基础。
仿真转台是在开发制导系统中用于替代以往许多外场试验的实物试验，是制导回路半物理仿真试验中的关键设备，具有仿真精度高、经济性好、不受外场气候影响等特点。仿真转台性能的优劣直接关系到仿真试验可靠性和置信度，是制导回路精度的关键。
仿真转台对于制导系统射频仿真具有重要影响，是射频仿真中需要考虑的因素之一。仿真转台的存在将影响导引头天线的辐射和接收方向图，进而影响导引头S曲线和制导精度。仿真转台的存在有可能使得导弹整体的雷达散射截面增大，降低其隐身性能。仿真转台电气部分产生的干扰，将带来其与导引头等导弹任务系统的电磁兼容问题。
精确打击武器与传统武器相比，在打击的精确程度、打击效率、减少平民伤亡、瘫痪敌人战略目标，打击敌人士气等方面具有很大的优势，这点在科索沃和伊拉克战争中得到了充分体现，美国以很小的代价、很短的时间就达成了自己的战略目标、屈服敌人。一个国家精确打击武器的水平也就决定了该国的军事实力，在目前国际形式复杂多变的条件下，发展精确打击武器就有重要的经济和国防战略意义。发展精确打击武器的关键技术在于制导系统的研究开发，制导系统直接决定武器的命中精度。转台结构是导引头的重要组成部分，射频性能是提高导引头命中精度的核心。转台的几何结构和材质对导引头的精度具有重要影响。
三轴飞行转台是制导控制系统半实物仿真系统中的重要设备之一，它在半实物仿真试验时，为安装在其上的导引头提供角运动环境。由于三轴飞行转台材质为金属，当进行射频导引头的试验时，三轴飞行转台必然会对导引头的测量产生影响，本项研究就是为了研究三轴飞行转台结构特性对射频导引头天线的辐射和接收方向图的影响而提出的。
参考文献
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