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  • 对数周期天线

    2018-07-12 14:26:38
    对数周期天线设计,总结了对数天线周期天线的原理、设计步骤和对数周期天线的变形设计
  • 螺旋天线对数周期天线.pdf
  • AnsoftHFSS在设计对数周期天线时的仿真方法文章来源: ANSYS 2011中国用户大会优秀论文 录入: mweda.com 点击数:【摘要】 本文通过 ANSOFT HFSS 设计了一个对数周期天线,在仿真分析时,发现随着求解频率的不同,...

    Ansoft HFSS 在设计对数周期天线时的仿真方法

    文章来源: ANSYS 2011中国用户大会优秀论文    录入: mweda.com    点击数:

    【摘要】 本文通过 ANSOFT HFSS 设计了一个对数周期天线,在仿真分析时,发现随着求解频率的不同,天线的求解结果差别较大,求解误差较大。通过在 HFSS 中尝试不同的求解设置方法, 最终通过将天线模型剖分网格最大长度限定在 1/50λ的方法,使的求解结果在不同频率求解 时的一致性较好,提高了仿真的准确性。为设计者在仿真类似问题时,提供了一种提高求解准 确性的方法。

    1 前言

    对数周期偶极子天线(log-periodic dipole antenna),由于其工作频带宽、增益高、前后比好、结构简单、成本低等众多优点,在短波、超短波、微波等波段的通信、侧向、侦察、电子对抗等方面得到了广泛的应用。本文利用Ansoft HFSS 软件对这种传统的对数周期天线进行了设计,在软件中直接建立了天线的仿真模型,并进行了相应的端口和边界设置,然而在仿真求解时却发现,随着求解频率的不同,得到的求解结果差别较大,为了获得一个较可信的分析结果,提高仿真的准确性,对 HFSS 一些参数设置进行了分析和验证。

    通过多次比较和验证,最终通过设置网格的办法获得了一组较准确的求解结果,并基于此设置,多模型进行了不断的优化和改进,设计了一个工作在300MHz~1000MHz 的对数周期天线,证明了 HFSS 在设计该类天线时的有效性和正确性。

    2 对数周期天线的基本分析

    2.1 对数周期天线的建模

    按传统设计方法,对数周期天线的阵子长度为:

    式中,λl为低频段自由空间中的工作波长,εr为介质相对介电常数,此处为空气介质。

    设置天线工作的最高频率fh=1000MHz,工作的最低频率fL=300MHz,比例因子г =0.85、间距因子σ=0.13,建立对数周期天线的仿真模型如图1 所示。天线共有10 对金属圆柱阵子,直径相同,天线采用一组正方形的金属管集合线馈电,馈电点设在天线的顶点处,仿真模型将所有部件都设置为pec 材料,模型相对简单,并设置好求解频率和辐射边界后,模型检查正确后即可进行仿真。

    图1 对数周期天线的仿真模型图

    2.2 天线仿真时遇到的问题

    采用Ansoft HFSS 对上述对数周期天线模型进行仿真分析。分别设置了两个不同的求解频点(solution frequency),f1=0.6GHz、f2=0.8GHz,sweep 从300MHz 到600MHz 进行离散扫频(discrete),如图2 所示。

    图 2 不同求解频率设置

    展开全文
  • 本文采用传统对数周期天线的设计方式和天线分形技术的结合来实现对数周期天线的小型化,是一个很不错的思路~
  • HFSS软件二次开发在对数周期天线设计中的应用梁宇宏,张云,温剑中国西南电子技术研究所,成都,610036[摘要]随着电磁场理论及计算电磁学的发展,各种电磁场数值计算方法已经广泛应用于电磁场工程设计中。...

    HFSS

    软件二次开发在对数周期天线设计中的应用

    梁宇宏,张云,温剑

    中国西南电子技术研究所,成都,

    610036

    [

    ]

    随着电磁场理论及计算电磁学的发展,

    各种电磁场数值计算方法已经广泛应用于电磁场工程设

    计中。经过多年的发展与完善,商业化电磁仿真软件如

    ANSOFT HFSS

    的计算精度与效率不

    断提高,成为工程设计中必不可少的工具。仿真软件

    HFSS

    向用户提供了用户开发工具,可

    以实现自动化、批处理建模仿真,并能够对仿真数据做后处理。编写了一个基于

    HFSS

    脚本

    语言的程序。

    利用该程序,

    对一个对数周期偶极子天线的进行了建模和仿真。

    仿真结果显示满

    足设计要求。

    [

    关键词

    ]

    HFSS

    ;用户开发工具;对数周期偶极子天线

    Application of the User Programmable Feature of HFSS in

    Log-Periodic Dipole Antenna Design

    LIANG Yu-hong, ZHANG Yun , WEN Jian

    Southwest China Institute of Electronic Technology, Chengdu, 610036, China

    [ Abstract ]

    With

    the development of the EM theory and CEM, lots of numerical algorithms have been

    used in EM engineering. After rapid development in recent decades, commercial EM

    software as ANSOFT HFSS have higher accuracy and efficiency, and become necessary

    tools in EM engineering. HFSS also provide with a build-in User Programmable platform. It

    can do the modeling and simulation task automatically and in batches. It can do post

    processing as well. A program based on the HFSS scripting is developed. Modeling and

    simulation of A log-periodic dipole antenna are performed using this program. The simulated

    result shows that it is fit for the requirement.

    [ Keyword ]

    HFSS; User Programmable platform; log-periodic dipole antenna

    1

    前言

    目前,仿真软件

    ANSOFT HFSS

    的计算精度和效率不断提高。但是要建某些阵列天线

    或其他复杂函数线构成的天线,操作工作量会增大,检查错误和修改模型都较困难。

    HFSS

    提供了基于

    VBScript

    的宏命令来进行软件的二次开发。采用

    HFSS

    VBscript

    宏能方便模

    型的建立和修改,

    提高工作效率。

    通过

    VBScript

    可以建立

    HFSS

    仿真模型,

    也可控制

    HFSS

    包括材料设置、边界设置、激励设置、求解设置等所有操作。

    展开全文
  • 具有叉指结构的对数周期天线,用于从电视广播塔中收集能量
  • 本文介绍了一种小型化的,工作在VHF频段的对数周期天线的小型化方式,并对仿真过程以及仿真结果作了具体分析~
  • 但是要建某些阵列天线或其他复杂函数线构成的天线,操作工作量会增大,检查错误和修改模型都较困难。HFSS提供了基于VBScript的宏命令来进行软件的二次开发。采用HFSS的VBscript宏能方便模型的建立和修改,提高工作...

    1 前言

    目前,仿真软件ANSOFT HFSS的计算精度和效率不断提高。但是要建某些阵列天线或其他复杂函数线构成的天线,操作工作量会增大,检查错误和修改模型都较困难。HFSS提供了基于VBScript的宏命令来进行软件的二次开发。采用HFSS的VBscript宏能方便模型的建立和修改,提高工作效率。通过VBScript可以建立HFSS仿真模型,也可控制HFSS包括材料设置、边界设置、激励设置、求解设置等所有操作。

    对数周期偶极子天线(log-periodic dipole antenna),由于其工作频带宽、增益高、前后比好、结构简单、成本低等众多优点,在短波、超短波、微波等波段的通信、侧向、侦察、电子对抗等方面得到了广泛的应用。本文通过对对数周期天线的分析,编写了基于VBscript的程序,通过外部输入初始参数,自动建立HFSS仿真模型,并进行仿真分析。

    2 对数周期天线的基本分析

    图1 对数周期天线的几何结构图

    如图1所示,对数周期天线由N根平行排列的偶极子构成,它们都连接在一对双线传输线上,馈源接在最短振子一端,相邻两振子交叉馈电。为了减小电磁波在终端的反射以改善天线在低频段的电特性,可在最长振子端接一短路支节或匹配负载。LPDA有3个重要的结构参数:比例因子г、间距因子σ、张角α,只要知道其中的任意2个就可以确定天线的几何结构,它们的定义如下:

    式中d表示相邻振子的间距,L为振子全长,R为天线几何定点O到振子的垂直距离,a为振子的半径。

    理论上的工作带宽由比值l1/ln确定,通常称此比值为为结构带宽Bs。实际工作带宽B应小于Bs,即B=Bs/Bar。当τ≥0.875时,近似计算式为Bar≈1.1+30.7σ(1-τ)。通常Bar≈1.5□2.5。对数周期天线振子数目为N=1+lnBs/ln(1/τ)。

    展开全文
  • 在软件自带的模型里有对数周期天线的模型,在模型中振子的排列与八木天线一样,振子之间用50欧传输线连接,这种建模方法应该与对数周期天线的原理有关。4NEC2启动后出现主界面,同时打开一个模型的图像界面。如...
         4NEC2也是一款天线分析软件,与MMANA-GAL相比,略微复杂一点,功能也多一些,但计算结果是一样的。本文以9单元U/V双波段对数周期天线为例,探讨4NEC2软件的使用方法。
    在软件自带的模型里有对数周期天线的模型,在模型中振子的排列与八木天线一样,振子之间用50欧传输线连接,这种建模方法应该与对数周期天线的原理有关。
    4NEC2启动后出现主界面,同时打开一个模型的图像界面。如下图所示。
    1a5bfac211ba55059c8781798af73902.png主界面窗口中各图标和参数的含义如下:
    Filename:文件名
    Frequency:频率(MHz)
    Wavelength:波长入(m)
    Voltage:电压(V)
    Impedance:阻抗(电阻+电抗)
    Parallelform:并联形式(电阻//电抗)
    S.W.R.50:50Ω阻抗时的驻波比值
    Efficiency:效率(%)
    Radiat-eff:辐射效率(%)
    Current:电流(A)
    Seriescomp:串联电感量(uH)
    Parallelcomp:并联电感量(uH)
    Inputpower:输入功率(W)
    Structureloss:结构损耗(W)
    Networkloss:匹配网络损耗(W)
    Radiat-power:发射功率(W)
    Environment:环境
    Comment:注释
    Seg's/patch:分段数量
    Patternline:波瓣线
    Freq/Evalsteps:计算步长
    主界面上的菜单项和快捷方式的含义见下图61e6a55cc64f73142ceb2dc485fd861f.png图形窗口的学名是 Geometry,翻译成几何形状可能更贴切一点。1e7fad23ed28a4652ba925059ad6a8ba.png69bba5aff691de1037c108438d4de8ed.png按住Ctrl键和鼠标左键也可以移动模型,改变模型在窗口中的位置,以方便观察。点击Curents后在下拉菜单中选择显示项目,可以在振子上显示出电流波形,直观地表述天线的状态。建立天线模型,要打开Edit窗口,进入编辑状态。
    按 Ctrl+F4 打开NEC Edit窗口,这个Edit窗口是输入参数进行建模的。
    按 Crtl+F3 打开Geometry Edit窗口,这个Edit窗口是通过三维图形进行建模的。
    选择Edit窗口可在主界面的Settings里进行设置,勾选一个编辑器后,按F6就会进入相应的窗口。
    NEC Edit窗口
    89a8260223621f36c245733f730d54bb.pngGeometry Edit窗口c93a94dbfa87172a84b3e7c06437e511.png与MMANA-GAL不同的是,4NEC2的参数编辑窗口操作更方便一些,不但可以输入公式进行数据计算,而且可以记忆输入的公式,这对参数优化来说非常方便。而MMANA-GAL则只能输入数据,不能记忆公式。
    在 NEC Edit 窗口中,有几个选项卡,点击选项卡进入不同的界面,完成不同的工作。
    89a8260223621f36c245733f730d54bb.pngSymbols 符号:用于设定参数变量的名称和数值。
    Geometry 几何形状:用于输入模型的参数,可直接输入数据或写成公式。
    Source/Load 激励源/负载:用于设定激励源和负载的位置和参数。
    Ferq./Ground 频率/地面:用于设定天线的频率和计算环境。
    Others 其他:没用上,所以没有研究,应该是做进一步设置用的。
    Comment 注解:一些说明或备注的文字。
    右上角的按钮
    Upd:自动更新窗口
    Ins:插入导线
    Del:删除导线
    图标分别是保存和计算。
        为了方便对参数进行优化,并且直观地显示天线的参数,我习惯于将振子、间距等参数设立一个变量,这些变量的定义就要用到Symbols选项卡。
       首先,利用对数周期天线的计算公式初步算出振子的长度和间距,单边振子长度的变量为L1-L9,振子间距的变量为D1-D9,天线的架设高度为H,振子的半径为R。
         在4NEC2中,默认的数据单位是:米,如果想用波长、英制、线规号等作为数据的单位,点击主界面上的 Settings 进行设置。
    这个天线是用于U/V波段使用,V段中心频率为146MHz,U段中心频率为438MHz,按对数周期天线公式计算的结果如下(V段):
        将上述参数写入变量定义,振子的坐标是根据振子的几何关系定义的,写在这里是为了直观方便,写在其他地方也行。
    写完后别忘了保存一下,否则后果可能很乐观。
    05e4ef2805ce6e3d3be396e5fe8067c1.png     将上述参数写入变量定义,振子的坐标是根据振子的几何关系定义的,写在这里是为了直观方便,写在其他地方也行。
    写完后别忘了保存一下,否则后果可能很乐观。
    2cac9f599159d880af21ea6da4813d4f.png定义变量只是建模的基础工作,要构建天线模型就要用到 Geoimetry 选项卡,在这个选项卡里详细地描述天线的结构。
    还是用这张图。
    89a8260223621f36c245733f730d54bb.png窗口中各个符号的含义如下:
    Nr:序号
    Type:类型
    Tag:标签
    Segs:分段
    X1:端点X轴坐标1
    Y1:端点Y轴坐标1
    Z1:端点Z轴坐标1
    X2:端点X轴坐标2
    Y2:端点Y轴坐标2
    Z2:端点Z轴坐标2
    Radius:导线半径
    Comment:注释
    Upd:自动更新窗口
    Ins:插入导线
    Del:删除导线
    Use wire tapering:使用渐缩
    类型Type有多个选项,用于定义不同类型的振子或导线,各个选项的具体含义如下:
    Wire:定义直线型导线
    Helix:定义螺旋型结构的导线
    Arc:定义圆弧型结构的导线
    Copy/Move:复制或移动上述导线
    Rotate:旋转上述导线建立圆柱形结构
    Mirror:利用镜像建立对称结构
    P-arbitr:由已知区域定义任意表面
    P-triang:由已知三角形定义任意表面
    P-rectan:由已知矩形定义任意表面
    P-quadri:由已知四边形定义任意表面
    P-contin:定义一行矩形/四边形
    P-Multip:定义矩形阵列
    天线的结构是这样的:
    天线的主梁沿X轴方向,主梁的Z坐标由架设高度H决定。当计算环境选为"自由空间"时,架设高度对计算结果没有影响;如果计算环境不是自由空间,则要求架设高度大于单元长度,否则振子就插入地下,无法计算了。本例中用实际地面计算时,H=10,大约是四层楼的窗台附近高度。
    天线的振子沿主梁方向——即X轴方向布置,所以,所有振子的Y坐标=0。
    振子的长度沿Z轴方向,在主梁的上下两侧对称布置,所以公式写成L+H和-L+H(也就是H-L)。在输入的时候偷了个懒,复制过来改写的。
    振子总长度 L' =2 L,实际制作下料时,要把主梁的尺寸考虑进去。总之,振子装上主梁之后,两边的端点距离 =2 L (可预留一点以备修剪用)。
    建好的天线模型如下图所示。
    ab3bd08f138dd8241116856199697b8c.png搭建完天线的振子之后,需要给模型加上激励源,这样才可以对模型进行仿真运算。加激励源、负载和传输线,要用到 Source/Load 选项卡。在这个选项卡里描述激励源、负载和传输线的参数。7462c4c07f814780a909637db516fdc2.png窗口右上方有三个复选框,分别是 Show source、Show loads、Show Tr-line,选中某复选框后,窗口中会显示相应的参数列表。本例中没有加载,所以选中 Show source 和 Show Tr-line。
    在Source(s)表中,列标题的含义如下:
    Nr:序号
    Type:类型
    Tag:标签
    Seg:分段号
    (opt):
    Real:实数部分
    Imag:虚数部分
    Magn:量值
    Phase:相位
    nom:
    其中(opt)及以下各项在建立一个激励源后,数据会自动生成,具体的内容没来得及深入研究,用其默认值即可。
    4NEC2的激励源有多种类型,常用的类型有电压源Voltage-src和电流源Current-src。标签Tag表示激励源加在那个振子上,分段号Segm表示激励源加在振子的那个位置上。
    在本例中,激励源选电压源,加在第9个振子的中间部位。即:Tag = 9,Seg = 11,因为振子被分为21段,所以Seg = 11位于中间部位,如果要加在其他位置,改变Tag和Seg即可。
    在Trans-lines表中,列标题的含义如下:
    Nr:序号
    Type:类型
    Tag-1:标签1
    Tag-2:标签2
    Seg-2:分段号2
    Z0:阻抗
    Len:传输线电气长度
    End-1(G):端点1状态
    End-2(G):端点2状态
    Tag-1和Seg-1标明传输线的起点,Tag-2和Seg-2标明传输线的终点。End-1和End-2表明传输线是终端开路(open)还是终端短路(short)
    在自带例子中 Len、B均为0,为了省事沿用例子中的数值。
    Trans-lines 表中数据的含义如下:
    1. 传输线1从振子1的中点连接到振子2的中点。
    2. 传输线2从振子2的中点连接到振子3的中点。
    3. 传输线3从振子3的中点连接到振子4的中点。
    4. 传输线4从振子4的中点连接到振子5的中点。
    5. 传输线5从振子5的中点连接到振子6的中点。
    6. 传输线6从振子6的中点连接到振子7的中点。
    7. 传输线7从振子7的中点连接到振子8的中点。
    8. 传输线1从振子8的中点连接到振子9的中点。
    传输线阻抗为50欧,终端开路。加上传输线的模型如下图所示(H=0):
    1e7fad23ed28a4652ba925059ad6a8ba.png下一步就是要确定天线的工作频率和计算环境。这就要用到 Freq./Ground 选项卡,在这个选项卡上设定工作频率和计算环境。bed5aad803c992eb103f6e00b059c2f7.png在 Frequency 栏中输入天线的设计频率,用 Ground/Free-space 下拉菜单选择计算环境。先选 Free-space (自由空间)进行计算。
    完成频率和环境的设置后,天线模型就构建完成了。下面就开始进行计算和参数优化。
    顺带多说一句,这个模型把传输线去掉就是一个9单元八木天线的模型。
    对天线模型进行仿真计算可在主界面或者几何形状窗口点击右上角的计算器图标。808432499742ac7d846970d0473df48d.png点击后蹦出一个小窗口,用于选择生成的计算结果。6355ca8f1b5221069b257e8f90e54a9d.png小窗口中各个选项的含义如下:
    Use original file:使用原始文件,根据当前的输入文件生成新的输出文件。
    Far field pattern:远场模式,根据当前的输入文件生成指定的3D远场图案。
    Frequency sweep:扫频模式,计算指定的频率范围或频率列表。
    Near field pattern:近场模式,生成指定的近场模式。
    ItsHF这两个选项需要安装相应的软件,先不做讨论。
    Full:全部,生成完整的3D远场图案。
    Ver.:垂直,为指定角度生成垂直远场图案。
    Hor.:水平,为指定角度生成水平远场图案。
    Resol.:3D波瓣图的剖面密度,即在0-360之间每隔多少度一个剖面(未找到官方定义根据试验结果得出的结论)。
    下面其他的选项未作深入研究,故暂不考虑变更,使用用默认值。有兴趣的朋友可以在帮助文件里找到详细的说明。
    本例中先选择远场模式进行计算。
    设置完毕后,点击左下角的 Generate 按钮开始运行NEC引擎进行计算。运算完成后主界面上的数据发生变化并弹出波瓣图。
    d8cd94baaebb322a61ad312e0fabdae2.png完成计算后可以在模型图像窗口 Geometry 观察计算结果。计算结果的显示方式是可以设定的。
    点击 Show或按R键,可以使3D波瓣可见或不可见。
    点击Current或按相应的快捷键,可以显示振子上电流的分布情况,各位点一下看看,这里就不详细说了。
    上图为关闭3D波瓣、显示振子上电流分布的图形;下图左为关闭3D波瓣、显示振子上电流分布及相位的图像,下图右是将模型旋转一下,可以更清楚地看到各振子上信号相位的不同。
    aa0a7e6f8f5fe0a2c0b17ad1aedb1ab4.png40ef73c48b9bc6055636ecc1cbb7c4d2.png38869dbace581b84933c0dd6eb5ecbbd.png在主界面上点击那个3D图标或按F9键,可以显示三维的波瓣图形,更直观地看到计算结果。
    系统默认打开窗口后不显示3波瓣,只显示模型的3维图形。将右边栏里三个下拉菜单中的中间那个由 Hide patt. 改选为 Pattern 就可以显示3维波瓣图形。
    按住鼠标左键后移动鼠标,可以旋转3维模型;按住Ctrl+鼠标左键,可以移动3维模型。
    d370b9c9b8fd5ea236701ee22b669b23.png2维波瓣图如下图所示。完成计算后会自动弹出这个窗口。图中,蓝色的是垂直方向的波瓣图形,红色的是水平方向的波瓣图形。系统默认的是只显示垂直波瓣图,可以通过点击 Far field 打开选项表来设置同时显示垂直和水平方向的波瓣图(选 Show both hor/ver 或按D键),或者只显示垂直波瓣(选Vertical Plane或按空格键)、只显示水平波瓣(前面两项不选)。
    窗口右下角显示两个方向的增益值、最大增益方向的仰角或方位角。
    27e3a1120aeba67513e3f8a083af3ac0.png在单独显示垂直或水平方向的波瓣时,点击波瓣的轮廓线并沿着线滑动,可以看到不同方位角的增益大小。下图左显示的是在仰角=50度时,增益=3.21dB。下图右显示的是方位角=145度时(天线的后面),增益=-17.4dB。a519904946491e326c101285695efe33.png2f5ee3192a38c8fc592de2dd4d8041ba.png从计算结果看,SWR=1.45,阻抗=40.5欧,电抗是13.9欧。e63f7ed50db35c371bb58b228bf0f62f.png虽然可以用,但与理想值还有点差距,于是做一下数据优化。点击 计算器右边的图标或者按F12键打开优化窗口。96da3b44a7aa6f76b29f0d39a2fe9bcd.png优化前需要对优化的项目、目标及权重等项目进行设置。优化的项目要根据天线的工作原理来确定。这个双段天线是以V段天线为基本结构,U段为3次谐波辐射,所以在本例中先在V段频率下对全部振子的长度进行优化,然后再在U段频率下对部分振子的长度或者全部振子的间距进行优化。7c0d17fade6f0f1b6f03faea314713b9.png窗口中 Weighting factors 的几个选项决定了在优化的时候目标项目的权重,以百分比表示,可以根据需要指定项目权重的百分比。
    例如以驻波比、电抗、前后比为优化的目标,其中驻波比与电抗的要求高,前后比的要求低,则在相应项目下输入权重数值,驻波比权重100、电抗权重100、前后比权重50(或其他小于100的数值)。
    数据为0时,表示优化时不以该项目作为优化的检测条件。
    窗口中 Variable 栏中各个目标项目的含义如下:
    SWR:驻波比
    Gain:增益
    F/B:前后比
    F/R:前旁比
    R-in:输入电阻
    X-in:输入电抗
    Eff.:效率
    用鼠标右键点击数据框会出现一个菜单,菜单中的各项表示对这个项目的要求:
    Minimize:要求最小。
    Maxmize:要求最大。
    Set Target:设定目标。选中后会弹出一个输入框,用于输入目标值。
    Good enough:不知道咋说好,翻译成"够用就行"吧,不知道有没有见好就收的意思。选中后会弹出一个输入框,用于输入够用的目标值。
    Freq.-sweep:频率扫描,选中后会弹出一个菜单。这个项目没做研究。
    窗口中 Variable 栏里面是可进行优化的项目,也就是前面在 Symbols 选项卡设定的变量。点击变量名,该变量就进入旁边的 Selected 栏,表示是选中参与优化的变量。
    窗口中其他的选项先不管他。
    设定完优化目标和项目后,点击 Start 按钮开始运行优化程序。在优化优化结束之前,点击 Stop 按钮可以临时中止运行,改变一下运行参数,然后点击 Resume 按钮继续。
    本例中以SWR最小和电抗最小为目标,优化振子长度和振子间距。
    在确定优化项目的时候有一些讲究,最好根据天线的工作原理去选择,否则可能会优化出一个怪模怪样的天线。
    优化的过程是按照顺序依次增减 Selected 栏中变量的值,改变一次就计算一次SWR和X-in,如果计算值与设定的目标值接近,则继续增或减变量值,直到计算值不再接近目标值,再改变其他变量进行计算。
    优化结束后,可以看到Variable 栏中振子的长度L有所变化。将优化后的数据写入Symbols 选项卡中的变量,以备优化U段参数用。
    aef241a0e71c8d6a064ed8a1f4400047.pngf6f0787c322ce5523134764258a1baab.png将优化数据写入变量后再计算一次,得出下图的结果,比原始数据要好一些。120b10fc238b263d239932b2f9f33433.pngV段的天线参数优化完了,下面进行U段的天线参数优化。在U段频率下进行优化有几种选择:
    一. 保持振子长度不变,优化振子的间距。依据对八木天线优化的经验,振子间距对驻波比是有影响的。
    二. 对天线中的部分振子的长度进行优化,因为对数周期天线的每一根振子都谐振在某一频率,改变部分振子的长度也就是改变了这部分振子的谐振频率,也会影响到天线的驻波比。而且根据以往的经验,对数周期天线前端几个振子的长度变化,对天线的驻波比影响不大,改变后驻波比仍然在可接受范围。至于对天线其他参数指标的影响可在试算中观察。
    三. 对部分振子和间距进行优化。
    从V段频率下振子上电流分布的情况看,靠近前端的几个振子上电流比较小,故推测对这几个振子做调整对V段的整体参数影响不大。所以选7-9号振子作为U段参数的优化对象,同时对振子长度和间距进行优化,选择的项目见下图。
    a62e9e02635061f48bad484b19b608af.png优化结束后,L和D的值有所变化。将优化后的数据写入变量,再计算一下,结果如下图。80be5084a04b06107b723dd3f7e5780b.png返回V段再计算一下,结果如下图。096c251f40eb9d02498001add2dc2ee7.png从V段和U段的计算结果看,驻波比均小于1.5,是可接受的范围,而且制作天线时还需要修剪,所以,计算结果可以作为制作数据使用。把天线架高参数H设为10米,计算结果如下,其中蓝色为垂直波瓣,红色为水平波瓣。1d5f743059a7cb2d0f54cfbddacab100.png把天线架高参数H设为10米,计算结果如下,其中蓝色为垂直波瓣,红色为水平波瓣。如果想要了解在一段频率范围内天线的性能,在计算的时候选择 Frequency sweep,在下面的 FR:这一行分别写入起始频率(Start)、终止频率(Stop)、步长(Step),然后点击 Generate 开始计算。
    V段频率范围:144-148MHz,步长0.5MHz
    14852aee201eb493dfaabddea6cadcdd.pngedafd3c5901651699888e22a490370ac.png1cd3299470c1e1048c01dda368c745b2.pngU段频率范围:430-480MHz,步长0.5MHz6cd404547e3927b71005f5b1c2ec3aae.png8240e9d68c422d690556e55b436cd2c1.pngc1b319cc99461e9d6e1c500224860b89.pngc1b319cc99461e9d6e1c500224860b89.png4NEC2还有个图形编辑模块,按Ctrl+F3打开图形编辑窗口,显示的是当前天线模型的3维图形。596d9981c7c7b0bbe0be8aa27cd7d888.png1678b8f730652bd6b9aca2ab8870fa77.pngGrid(mtr):网格数值
    Res:复位
    Zoom:图形缩放
    Grid:网格调整
    Seg’s:显示分段
    Ends:显示端点
    Wire-nr:显示导线序号
    Tag-nr:显示标签号
    Frequency:频率
    Wavelength:波长
    Snap to grid:捕捉到网格
    Snap to wire:捕捉到导线
    Use extended thin-wire kernel:使用扩展内核(关于扩展内核版主文件未见说明)
    下图是不同象限里天线的投影图像。aaab3b20f72c19e35b9bd043812bf3ea.pngc93a94dbfa87172a84b3e7c06437e511.png7e6d12ec8ccc2152fb36e6c33a871a1f.png58dfd854ce58c0d9fe3e27d2b094cc4c.png点击那些快捷键图标,然后点击Add、箭头、Del图标,就可以对振子、激励源、传输线、环境等参数进行编辑和设定,选中某个振子后,该振子的参数显示在右边栏,可以在右边栏的相应数据框中输入数据,或者点击振子的端点拖动,均可以达到修改参数的目的。
    点击铅笔那个图标后,会出现一个数据表,显示当前天线模型的几何结构数据。
    参数设定完毕后,点击右边那个计算器图标进行计算。
    注意:点击保存后,存储的全是数据,如果写有变量、公式,则这些变量、公式将被数据覆盖而不复存在。
    重要的事情只说一遍,稍不留神就会对所做的事情追悔莫及。
    新建天线模型时,点击菜单中的 Create 选项,可以直接建立一些复杂的图形,这比自己一点点输入方便多了,但无法写成变量和公式。
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    Rect-grid:矩形格栅
    Circle:圆形
    Helix:螺旋形
    Radials:辐射状
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