八木天线设计与测试：仿真方法及优化

"这篇硕士学位论文主要探讨了八木天线的设计、仿真与测试，作者是常媛媛，专业是通信与信息系统，导师是周克生。论文内容包括八木天线针对GSM-R干扰检测定向应用的设计，以及天线参数的测量。文中提到了八木天线的多种分析方法，如感应电动势法、行波天线观点、矩量法与优化算法结合以及现代仿真技术，并使用FEKO和HFSS软件进行设计与仿真。此外，还详细阐述了天线特性的测量过程，包括天线校准、方向图测量和驻波比测量。最后，论文介绍了新型八木天线设计，可能在毫米波成像技术中有所应用。" 八木天线，又称为引向天线，是一种由八木和宇用共同研发的特殊天线，最初提出利用多引向器结构来实现短波的窄波束发射，广泛应用于米波和分米波段的通信、雷达、电视等领域。八木天线由有源振子、反射器和多个引向器构成，所有振子均平行排列在同一平面内，金属杆作为支撑，无源振子与金属杆短路连接，而有源振子馈电点绝缘。天线的最大辐射方向垂直于振子并指向引向器，呈现端射式阵列特性。 分析八木天线的方法多样，包括感应电动势法、行波天线的观点，以及现代广泛采用的计算机辅助设计法，如矩量法和优化算法的结合。论文中，作者设计了一款适用于GSM-R干扰检测的八木天线，要求在特定频段内具有高方向性系数、小的主瓣半功率角、低副瓣电平、宽阻抗带宽以及良好的驻波比。设计过程利用了FEKO和HFSS软件进行仿真，得到满足要求的天线参数，并通过实测验证了设计的有效性。 在天线测量部分，论文详细描述了校准、方向图测量和驻波比测量的步骤和误差分析，为实际操作提供了指南。此外，论文还引入了一种新型的八木天线设计，这种板状设计便于与微带单片微波集成电路结合，有望在未来的通信和雷达系统，尤其是毫米波成像技术中发挥重要作用，为八木天线的进一步设计与优化提供了新思路。 关键词: 八木天线、HFSS、FEKO、方向系数、方向图、半功率角、驻波比。