天线仿真实验报告

天线仿真实验报告课程名称电磁场与电磁波学院通信工程年级2010级专业通信班姓名XXX学号XXX时间XXX1天线仿真实验报告一、实验目的：1、熟悉HFSS软件设计天线的基本方法；2、利用HFSS软件仿真设计以了解天线的结构和工作原理；3、通过仿真设计掌握天线的基本参数：频率、方向图、增益等。二、实验仪器：1、HFSS软件三、实验原理：1、天线是用金属导线、金属面或其他介质材料构成一定形状，架设在一定空间，将从发射机馈给的视频电能转换为向空间辐射的电磁波能，或者把空间传播的电磁波能转化为射频电能并输送到接收机的装置。2、天线能把传输线上传播的导行波变换成在无界媒介中传播的电磁波，或者进行相反的变变换。在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统，凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作。此外，在用电磁波传送能量方面，非信号的能量辐射也需要天线。一般天线都具有可逆性，即同一副天线既可用作发射天线，也可用2作接收天线。同一天线作为发射或接收的基本特性参数是相同的。这就是天线的互易定理。四、实验步骤：1、根据个人在班级的序号N，设计一个工作频率为GHzNf102.020的41波长单极子天线，所用导线的直径为mmR10，长度为mmL0的天线。2、以频率上的长度0L为基准，讨论当天线长度为mmL20时，天线的谐振频率、带宽和方向图的变化。3、在频率0f上，讨论当天线直径0R为mm2和mm3时，天线的谐振频率、带宽和方向图的变化。4、结合工作生活实际，谈谈对天线的认识。5、仿真图形如下：3五、实验过程原始记录（数据、图表、计算等）：1、频率为2.44GHz，L=L0，R0=1mm①谐振频率：②三维方向图：③二维方向：42、频率为2.44GHz，L=（L0-2）mm，R0=1mm①谐振频率：②二维方向：3、频率为2.44GHz，L=(L0+2)mm，R0=1mm①谐振频率：5②二维方向：4、频率为2.44GHz，L=L0，R0=2mm①谐振频率：②二维方向：6六、实验结果及分析：由频率为2.44GHz，R0=1mm，L分别为L0、L0-2）mm、(L0+2)mm时的谐振频率曲线可以看出：①当天线长度小于初始长度L时，带宽的上下限截止频率都有所变大，但是带宽的大小无太大变化。②当天线长度大于初始长度L时，带宽的上下限截止频率都有所减小，带宽的大小无太大变化。③当半径变为原来的二倍时，谐振频率无明显变化，但是带宽有所减小。由分析可知，要根据实际情况，选择天线的参数，以满足不同的实际需求。七、实验体会和认识：通过对天线的仿真模拟，使我懂得了天线的真实原理和作用。天线在生活中虽然很常见，但却从来不懂得它的意义何在。此次仿真实验，让我主动的查找资料，并且不断的和同学交流，使我更加深刻的理解并且研究天线的工作原理。通过仿真软件，可以把实际中很抽象的问题转化为清晰明了的模型，并且可以用数学公式计算出每部分的作用，大大减轻了对天线的研究和开发工作，提高了效率。