喇叭天线-角锥喇叭天线

个人的一些学习记录

理论知识

理论部分可以参考李明洋老师的《HFSS天线设计》这本书,书上也有仿真步骤,很详细。

  1. 先确定所设计天线指标,如增益以及频段。
  2. 根据所需传输的频段查矩形波导的尺寸表
  3. 基于书上的喇叭尺寸关系公式,计算所需喇叭尺寸
    clear
    freq=2.4*10^9;
    %喇叭天线工作频率
    GaindB=12;
    %喇叭天线需要设计的增益指标
    
    C=3*10^8;
    Lamda=1000*C/(freq*25.4);
    
    %根据求解频率确定波导尺寸 1英寸=25.4mm
    bochang = C/freq*1000
    a=28.499/25.4;%英寸
    b=12.624/25.4;
    %这里波导尺寸按照常见波导尺寸设置
    
    %波导高度为5/4波长,馈电点距离短数板1/4波长
    H_feed = Lamda*25.4/4  %mm
    H_wg = 5*H_feed    %mm
    
    Gain=10^(GaindB/10);
    %a1,b1表示喇叭口尺寸,Re表示喇叭高度
    syms a1
    a1=double(solve(a1^4-(a*a1^3)+3*b*Gain*(Lamda ^2)*a1/(8*pi*0.51)==3*(Gain^2)*(Lamda^4)/(32*(pi*0.51)^2)));
    a1=a1(4);
    H_Horn=(a1-a)*a1/(3*Lamda);
    b1=(b+sqrt(8*Lamda*H_Horn+b^2))/2;
    al = a1*25.4 %mm
    b1 = b1*25.4 %mm
    H_Horn = H_Horn*25.4 %mm

 HFSS建模

可以按照书上步骤建模或者看b站一些参考视频

我这边所需喇叭增益在10dB以上,经过上面步骤确认尺寸后建模

经过仿真,中心频率增益为11.6dB,整个频带内增益都在10dB以上,达到所设计要求。

### 角锥双脊喇叭天线电磁仿真的软件工具与方法 #### 选择合适的仿真平台 对于角锥双脊喇叭天线的电磁仿真,CST Microwave Studio 是一种广泛使用的专业级仿真工具[^4]。此工具提供了强大的三维电磁场模拟功能,适用于复杂结构如角锥双脊喇叭的设计分析。 #### 建立模型 建立角锥双脊喇叭天线模型的过程涉及多个步骤,在 CST 中可以通过 Python 脚本自动化完成这些操作。具体来说: - **初始化项目**:启动一个新的 CST 项目并配置基本环境参数,包括单位制设定、背景介质属性以及边界条件的选择。 - **几何建模**:利用 `brick` 和 `extrude face` 等命令构建基础形状;接着采用布尔运算(加减)来形成最终所需的喇叭形态。特别需要注意的是要准确表示出两个脊部特征以确保模型的真实性。 ```python # 示例代码片段用于创建简单立方体作为初始组件 app = cst.create_new_project() comp = app.modeler.primitives.add_box([0, 0, 0], [10, 10, 10]) ``` #### 设置物理特性 为了使仿真更加贴近实际情况,还需要指定材料属性、工作频率范围以及其他必要的电气参数。例如,可以设置金属表面电导率和相对介电常数等重要参量。 #### 定义激励源与监测点 在仿真过程中,通常会在波导端口处施加平面波入射作为激励源,并布置远场监视器用来收集辐射性能数据。这样可以获得诸如增益模式图之类的有用信息。 #### 运行仿真及结果解析 一旦所有准备工作就绪,则可运行全波求解器来进行详细的电磁响应预测。完成后,借助内置的数据处理函数可以直接获取到感兴趣的结果指标,比如方向图、S 参数曲线等等。 #### 提高精度的方法 考虑到实际应用中的需求,有时可能需要采取更为精细的方式去评估天线的表现。此时,直接求和法则成为了一种有效的手段——通过对喇叭开口区域做离散分割进而逐项累加以获得更接近真实的场分布状况[^3]。
评论 1
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值