微波技术与天线实验

微波技术与天线实验一、实验课学时分配表序号内容学时备注1实验一T型波导内场分析实验2验证性2实验二T型波导优化设计实验2设计性3实验三微带天线设计实验2设计性4实验四八木天线设计实验2设计性总计8二、实验内容：实验一T型波导内场分析实验一、实验目的1、熟悉并掌握HFSS的工作界面、操作步骤及工作流程。2、掌握T型波导功分器的设计方法和工作原理。二、实验内容使用HFSS进行T型波导功分器的设计实现，创建设计模型，进行求解设置，并运行仿真计算。最后进行相关的数据后处理。三、基本原理及要求T型波导功分器又叫T型波导分支器，它能将波导能量从主波导中分路接出，它是微波功率分配器件的一种。此次设计H面T型分支，使得从一端口输入的功率可以平均的分配给端口2、3，使得2、3端口的TE10波为等幅同向。同时，通过设置隔片改变各端口的功率分配。进行扫频设置，观察S参数曲线和电场分布。实验二T型波导优化设计实验一、实验目的1、进一步熟悉并掌握HFSS的工作界面、操作步骤及工作流程。2、掌握T型波导功分器的优化设计方法。二、实验内容使用HFSS进行T型波导功分器的优化设计实现，进行参数扫描分析，利用HFSS的优化设计功能实现3端口输出功率为2端口输出功率的2倍。三、基本原理及要求T型波导功分器又叫T型波导分支器，它能将波导能量从主波导中分路接出，它是微波功率分配器件的一种。此次设计H面T型分支，使得从1端口输入的功率不平均的分配给端口2、3，使得2端口的输出功率为3端口的一半。同时，注意隔片尺寸的大小对于改变各端口的功率分配的作用。改变波端口激励，实现2端口输入，1、3端口输出。实验三微带天线设计实验一、实验目的1.熟悉并掌握HFSS设计微带天线的操作步骤及工作流程。2.掌握ISM频段微带贴片天线的设计方法。二、实验内容使用HFSS进行微带贴片天线的设计实现，创建设计模型，进行求解设置，设置求解频率为2.45GHz，同时添加1.5-3.5GHz的扫频设置，分析天线在1.5-3.5GHz频段内的电压驻波比，并运行仿真计算。将谐振频率落在2.45GHz频点上。最后进行相关的数据后处理。三、基本原理及要求微带天线是当今无线通信领域中广泛应用的一种天线，具有质量轻、体积小、易于制造等特点，本实验的ISM频段微带贴片天线是工作在2.45GHz，采用同轴线馈电的一种简单的微带天线。微带天线的基本参数：工作频率2.45GHz，介质板相对介电常数3.38，介质层厚度5mm，矩形贴片宽度41.4mm，辐射缝隙长度2.34mm,矩形贴片长度31mm，参考地长宽为61.8mm*71.4mm，同轴线馈点坐标（9.5，0）。要求设计的天线最大增益大于7dB。前后比大于5dB。实验四八木天线设计实验一、实验目的1.熟悉并掌握EZNZC设计八木天线的操作步骤及工作流程。2.掌握八木天线的具体设计方法。二、实验内容使用EZNZC进行八木天线的设计实现，创建设计模型，进行求解设置，最后进行相关的数据处理和分析。工作频率为150MHz。要求一根有源振子，一个反射器、一个引向器，振子间的间距不大于0.25波长，要求方向性好（前后比大于10dB）增益强（7dB以上），尽可能宽带工作。三、基本原理及要求八木天线是当今无线通信领域中广泛应用的一种天线，本实验的八木天线是工作在150MHz，采用同轴线馈电的一种简单天线。工作频率为150MHz。要求一根有源振子，一个反射器、一个引向器，振子间的间距不大于0.25波长，要求方向性好（前后比大于10dB）增益强（7dB以上），尽可能宽带工作。当发射信号频率在150MHz偏移6%时，分析此时天线的增益和前后比的变化。并解释其原因。假如该天线与50欧姆扁平电缆连接时，如何解决会出现的阻抗不匹配的问题。试着给天线增加一个发射器或者引向器，看会对天线的增益产生什么影响并分析原因。如果要提供一个定向的发射，进一步提高天线的方向性，可以采用什么办法？