郑州大学毕业设计（论文）
题 目： 四极化天线的设计制作与测量 指导教师： 周晓平 职称： 副教授
学生姓名： 李小飞 学号： 20092410217 专 业： 电子信息工程 院（系）： 信息工程学院 完成时间： 2013年5月30号
2013年 5月 30日
四极化天线的设计、制作与测量
摘要:天线是无线设备中不可缺少的一部分，本文即围绕天线展开。对称阵
四极化天线设计、制作与测量
子天线由于结构简单，因此广泛用于雷达、通讯、电视和广播等无线电技术设备上。正交阵子天线辐射电场的有效方向图是一个圆，广泛用于电视及调频广播发射天线。正交振子天线虽然很早已投入使用，但是实现的单一极化方式很难满足要求。定向耦合器广泛用于功率分配、合成器、平衡放大器和幅度控制系统。由于微带线具有平面电路结构，用其做成的定向耦合器往往比波导型的立体结构简单得多，在微波集成电路中获得广泛应用。
本论文基于正交振子天线的工作原理，及定向耦合器的功率分配的作用，设计了四极化天线。推导了半波对称阵子的辐射场公式；研究了正交振子天线及微带线定向耦合的特性；设计了正交振子天线；设计了微带线对称分支线定向耦合器；运用电磁场仿真软件HFSS13.0，对所设计天线的特性进行了较为详细的建模和仿真，得到了较小的驻波比及辐射方向图等，实现了垂直极化波、水平极化波、左旋圆极化波和右旋圆极化波四个功能，对所设计的天线进行了制作；利用矢量网络分析仪及天线测试系统对制作的天线进行了测量。驻波比的仿真结果与实测结果误差较小。
关键词 对称阵子天线 正交阵子天线 定向耦合器 四极化天线 HFSS仿真
四极化天线设计、制作与测量
4.2四极化天线仿真步骤
4.2.1新建工程文件
打开HFSS13.0软件，打开File选项单击Save as，在默认目录下，键入文件名sijihuatianxian（注：存储目录和文件名必须是英文或是数字，不然软件运行肯能会出错）。单击工具栏里的
按钮，在左下project窗口会出现默认的的
设计HFSSDesign1，展开后查看Model、Boundaries等选项 。
图4.3
4.2.2求解设置
单击主菜单栏HFSS→ Solution Type，选择Driven Model，单击OK。如图所示。选择长度单位，单击Modeler>Units，选择mm单位，点击OK，如图4.4所示
图4.4
4.2.3添加和使用变量
四极化天线设计、制作与测量
从主菜单栏中选择HFSS→ Design Properties命令，打开“设计属性”对话框，单击对话框中的
按钮。打开Add Property 对话框。在Name中
输入变量length1，Value想输入变量的初始值为43mm，然后单击OK按钮；此时添加了变量length1，重复以上操作，添加length2=24mm，h1=2mm，l=1.5mm，d=0.8mm，最后单击“设计属性”的对话框的确定按钮，完成变量定义，如图4.5所示
图4.5
4.2.4在模型库中添加新材料
在工具栏中选择Tools→Edit Configured Libraries→Materials,单击
，出现如下的对话框，在Material Name处填mysub，其余参数
如图4.6所示
图4.6
4.2.5创建四极化天线结构模型
1.创建接地板
从主菜单栏选择Draw→Rectangle命令，或者单击工具栏中的
按钮，进
入创建长方形模型的状态，在界面上任意画一个长方形，画好后，出弹出Attribute对话框，在对话框中修改属性，命名为gnd如下图所示。最后按Ctrl+D，使模型
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