天线原理与设计 华中科技大学 0 半波偶极子天线的HFSS仿真设计 一、 实验目的 1、 学会简单搭建天线仿真环境的方法，主要是熟悉 HFSS 软件的使用方法； 2、 了解利用 HFSS 仿真软件设计和仿真天线的原理、过程和方法； 3、 通过天线的仿真，了解天线的主要性能参数，如驻波比特性、smith 圆图特性、方向图特性等； 4、 通过对半波偶极子天线的仿真，学会对其他类型天线仿真的方法； 二、 实验仪器 1、 装有 windows 系统的PC 一台 2、 HFSS13
0 软件 3、 截图软件 三、 实验原理 1、 首先明白一点：半波偶极子天线就是对称阵子天线
图 1 对称振子对称结构及坐标 2、对称振子是中间馈电，其两臂由两段等长导线构成的振子天线
一臂的导线半径为 a，长度为 l
两臂之间的间隙很小，理论上可以忽略不计，所以振子的总长度 L=2l
对称振子的长度与波长相比拟，本身已可以构成实用天线
3、在计算天线的辐射场时，经过实践证实天线上的电流可以近似认为是按正弦律分布
取图 1 的坐标，并忽略振子损耗，则其电流分布可以表示为： 式中，Im 为天线上波腹点的电流；k=w/c 为相移常数、根据正弦分布的特点，对称振子的末端 为电流的波节 点；电流分布关 于 振子的中心 点对称；超 过半波长就会出 现 反 相电流
4、在分析 计算对称振子的辐射场时，可以把 对称振子看 成是由无 数个 电流I(z)、长度为 dz的电流元 件串 联 而 成
利用线性媒 介 中电磁 场的叠 加 原理，对称振子的辐射场是这 些 电流元 辐射场之矢 量 和
半波偶极子天线设计 1 / 6 图2 对称振子辐射场的计算 如图2 所示，电流元I(z)所产生的辐射场为 其中 5、方向函数 四、 实验步骤 1、 设计变量 设置求解类型为Driven Model 类型，并设置长度单位为毫米
