用AMDS進行螺旋天線仿真
螺旋天線由于具有體積小,定向型高的特點,在電話、電視和數(shù)據(jù)空間通信中廣為應(yīng)用。
但是,目前的仿真技術(shù)對螺旋天線的仿真存在一定的困難。采用有限元法(FEM)的仿真軟件,如安捷倫的EMDS,對于螺旋天線的網(wǎng)格剖分存在網(wǎng)格數(shù)量過多,導(dǎo)致超出內(nèi)存限制的問題。對于螺旋天線陣列的仿真,更是心有余而力不足。
安捷倫使用有限時域差分算法(FDTD)的AMDS(Antenna Modeling Design System)則可以利用自適應(yīng)網(wǎng)格剖分來對螺旋天線及其陣列進行寬帶頻響仿真。在使用硬件加速卡之后,更可以提高仿真速度10至20倍。
在AMDS中,可以快速的對螺旋天線進行建模。
首先對螺旋天線模型進行寬帶掃頻,觀察其反射比較好的頻率范圍:(見圖1)
如對于此螺旋天線,在18.5GHz附件反射系數(shù)低于-20dB,即此天線完全可以在18.5GHz使用。
利用惠普的Compaq nc8230筆記本計算機(Pentium CPU 2.0GHz,1.5GB內(nèi)存)進行寬帶仿真,耗時11分10秒:(見圖2)
在18.5GHz處進行單頻點計算,可以觀察單個螺旋天線的遠場輻射圖、電
場分布、端口特性等參數(shù),便于工程師對設(shè)計進行修正。
單個螺旋天線的三維遠場輻射圖及固定Theta=0,Phi從0至360掃頻結(jié)果如下所示:(見圖3)
單個螺旋天線YZ截面的電場分布圖如下圖所示:
對單個螺旋天線的端口進行分析,可知其VSWR為1.31,阻抗為63.4-j*6.6。
再進行更為復(fù)雜的2×2螺旋天線陣列仿真。
將原有的單個螺旋天線模型進行復(fù)制、粘貼等命令,并修改反射接地面,得到下圖所示的螺旋天線陣列圖:(見圖4)
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