对数周期天线hfss建模_HFSS软件二次开发在对数周期天线设计中的应用
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)。
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