基于HFSS的八木天线设计仿真与测试：关键技术与应用

本研究论文深入探讨了基于HFSS的八木天线设计与测试，针对北京交通大学研究生常媛媛的硕士学位论文而言，该论文专注于通信与信息系统专业。八木天线作为一种关键的无线通信元件，在现代通信系统中扮演着至关重要的角色，尤其是在GSM-R干扰检测定向应用中。 论文的第一部分着重于八木天线的设计仿真，设计目标明确，要求在GSM-R频段（885MHz至889MHz的下行频段和930MHz至934MHz的上行频段）实现高方向性系数，主瓣半功率角应小于40度，副瓣电平需足够低，低于-9dBm。此外，天线的阻抗带宽要覆盖整个频段，驻波比需小于1.5，同时满足便携式设备的移动检测需求。作者采用了多种分析方法，如感应电动势法、行波天线理论、矩量法和优化算法，以及现代仿真技术（如FEKO和HFSS）来设计和验证天线性能。通过理论分析与实际仿真，成功地设计出符合规格的八木天线，并展示了其在不同极化方向下的方向图、输入阻抗、驻波比和带宽等关键参数。 第二部分是天线特性参数的测量，涉及天线校准、方向图测量和驻波比测量。论文详细介绍了测量方法、步骤以及误差分析，强调了理论知识与实践操作的结合。 论文的最后一部分，作者引入了一种新颖的八木天线设计，采用板状设计，便于与微带单片微波集成电路进行共形集成，这为未来通信和雷达系统的毫米波成像技术提供了潜在应用方向，也为后续设计和优化工作开拓了新的思路。 关键词：八木天线、HFSS、FEKO、方向系数、方向图、半功率角、驻波比。该研究具有理论与实践相结合的特点，对天线工程领域的设计与测量方法具有较高的学术价值。