八木天线设计仿真与测试：理论、方法与应用

"1天线的基本原理-gsd文件书写规范" 天线的基本原理是电磁场理论的重要应用，主要涉及麦克斯韦方程组的求解。在分析天线问题时，我们关注的是由外施电流分布J所产生的电磁场。通常，我们需要依据天线的边界条件来解决这些方程，同时确定电流分布。天线可被视为众多电流元的串联，这些电流元即为基本振子，是构成天线辐射的基础。基本振子有三种类型：点辐射元、电振子元和磁振子元。通过求解单个基本振子的辐射场，然后利用叠加原理，可以了解整个天线的辐射特性。 八木天线是一种常见的定向天线，尤其适用于通信系统中的干扰检测。在本篇北京交通大学硕士论文中，作者常媛媛探讨了八木天线的设计、仿真与测试。论文分为两大部分，首先，设计了一款适用于GSM-R干扰检测的八木天线，要求在指定频段内具有高方向性系数，主瓣半功率角小于40°，副瓣电平低于-9dB，并且阻抗带宽需覆盖885-934MHz，同时驻波比需小于1.5，以满足便携式移动检测的需求。 设计仿真部分，论文介绍了多种分析八木天线的方法，包括感应电动势法、行波天线的观点、矩量法与优化算法的结合以及现代仿真技术。具体实施中，利用了矩量法软件FEKO和有限元法软件HFSS进行设计和仿真，以确保天线符合上述性能指标。通过对比不同软件的仿真结果，验证了它们的有效性。 论文的第二部分涉及天线特性的实际测量，包括天线的校准、方向图测量和驻波比测量。详细阐述了测量方法、步骤和误差分析，为实际操作提供了指南。 此外，论文还介绍了一种新型的八木天线设计，其板状结构便于与微带单片微波集成电路结合，可能在未来通信和雷达系统的毫米波成像技术中发挥重要作用，为天线的进一步设计和优化提供了新的思路。 关键词：八木天线、HFSS、FEKO、方向系数、方向图、半功率角、驻波比 分类号：TN82 该篇论文深入研究了天线设计的关键技术和实践，对于理解天线工作原理和优化天线性能具有重要的参考价值。