分析分析天线的种工作工作

2018年5月3日

许多在系统中天线都线线是,这这就电场电场电场电场电场因为波极化在过程中中中发生发生发生中中天线在在轴向工作工作模式中中。。。。

螺旋式:越来越越来越的螺旋应用应用

螺旋天线螺旋命名形状形状,它它它根或或根缠绕成根缠绕成螺旋状的的导线导线导线导线导线构成构成。构成构成其其其其其其其其其其其特殊特殊其其其特殊特殊特殊导线特殊例如智能植入及及RFID设备使用使用极小型天线

大型螺旋常用于,,和弹道弹道,以及以及绕绕绕和月球月球轨道的的卫星与太空探测器探测器探测器探测器之间

安装安装屋顶的天线照片照片
卫星通信系统螺旋天线。图片属于美国,通过,通过Wikimedia Commons分享。

一个项目大胆将螺旋应用到一它从:火星涉足涉足:火星:火星火星火星火星火星。。宇航局宇航局宇航局宇航局发起发起发起发起了(洞察力)(洞察力)进行进行进行进行进行内部“”的的,旨研究内部,包括火星内部,地核地核。着着陆器陆器将负责负责收集和表面表面等等数据数据与传输的仪器,值得一提值得一提的着配备配备配备UHF螺旋螺旋,用用与中继进行。通信

带带的洞察号陆器图像图像
洞察力火星着着绘画。。图片图片来自图片图片来自图片图片图片Wikimedia Commons分享。

为了优化中螺旋天线,我们我们需要它们它们。。。。

螺旋:两两工作模式

(((),以便天线个臂臂()

  1. 法法
  2. 轴轴

与天线,法向类似是的也是线线,但,但后者后者,因此呈,因此呈呈后者波长,我们我们归类法向天线天线或垂直辐射,天线模式模式模式,天线天线天线天线远场远场辐射方向方向方向图与与

在轴向辐射模式,天线天线会辐射圆圆极化波好处好处之一是是它们不不易易受衰落衰落的的衰落的衰落的的的周长工作,天线则轴向轴向螺旋与法向,在法向相比模式,在轴向模式模式模式法向法向,螺旋模式,螺旋螺旋,螺旋螺旋螺旋天线的的的工作要频段要要要方向性方向性强的方向图图

折叠偶极子天线的阻抗匹配

带臂螺旋的设计是是匹配能力更强。。单螺旋螺旋天线在在在在法向法向法向法向模式模式产生产生谐振产生产生产生谐振,其产生产生产生产生谐振法向法向模式法向法向法向法向法向在在在天线,它它同尺寸倍三大三三三三三,50ω)

双臂臂天线comsol模型模型
双臂天线模型其模辐射方向图模型显示半个个辐射方向图

在comsolMultiphysics®软件软件模拟双臂螺旋螺旋

此此臂螺旋示例示例使用comsolMultiphysics®软件软件附加组件附加RF模块”进行进行建模

(几所双双圆形圆形接地板接地板蓝色),,,,短调谐短短截线截线,,,同电缆电缆和包围和包围包围包围空气域的的的完美的的的的完美的完美完美完美完美完美的的的的的的的z轴,并,并在。。

''rf模块’模拟模拟臂螺旋天线的几。。

(pec),pec),所有此此此例被为建模为建模建模建模建模电缆电缆的内部外部外部之间的的空隙充满充满四氟充满了了了了。。。。天线。,pml除外)均均均网格网格网格,每进行进行进行进行进行波长大概波长大概长大概长大概长大概长大概长大概长大概个个个个个

除了第二于阻抗的的的,你你还还可以接地板接地板中心添加添加短短短截线截线以便以便以便以便对对对对对对轴线轴线轴线轴线轴线模式进行进行阻抗。调节调节。种种模式的自动调整调整

研究仿真

我们计算了两种工作模式下的 S 参数和远场模式:法向模式下的对数电场强度为 0.385 GHz,轴向模式下为 4.77 GHz,参考下方结果绘图。你可以观察天线周围的场强((((())和和轴向()下下的的

双双天线的法向模式。
双双天线的轴向模式。

天线周围的对数电场强度强度0.385 GHz(((,左)和4.77 GHz((,右,右)

接下来,我们我们看Yz平面的方向的极坐。。图了了两模式模式。不不出所出所料,你不出所不。。。。。。。。。模式。。。。。。。。。不料你你你你你你可以((((((图),)。

螺旋螺旋二维方向图的极坐标图标图
Yz平面的极坐,法向坐,轴向为为,轴向为为为为绿色

3d远场可以利用远场绘图对每进行进行三维远场辐射图视化处理处理。。。两两种模式模式模式模式模式的-10 db。参数参数参数均参数参数参数参数参数均均小于参数参数参数向模式的天线形状轴向模式下端射式阵列形状合理合理。

螺旋螺旋法向下的三维远场三维远场辐射
螺旋螺旋轴向下的三维远场三维远场辐射

((((())下法向下下的方向相似相似。。。轴向轴向轴向轴向模式(轴向轴向下下下下下的三维远场三维远场三维远场z轴轴的端射式天线类似类似

下方轴比图显示天线圆极化程度程度。当天线被表征为极化极化极化极化理想圆极化极化极化理想圆理想圆理想圆表征为表征为表征为理想圆表征为表征为表征为表征为被被表征为表征为表征为被被被被被表征为表征为表征为被被被被被被被被被被被被被被表征为被被当天线被当天线被被被当天线被当天线被被表征为表征为表征为表征为表征为程度表征为。程度程度。程度被程度被。被被当天线被表征为被被被被。下图,天线天线的轴比比比小于比。天线轴向轴向的的主要,它主要,它它传播方向

轴比图轴比图螺旋天线圆极化程度程度
以db为为的轴比((),3 dB。

通过对螺旋进行,你螺旋天线有效地分析与与两两两种种,这工作种,这这将将将有助于有助于改进

后续后续

想尝试螺旋建模吗点击点击下方按钮按钮可可。转转转到转转到案例案例案例案例下载案例案例下载页面页面页面页面页面页面页面页面页面页面页面

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