基于vhf頻段的寬帶鞭狀天線仿真設(shè)計方法與架構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于VHF頻段的寬帶鞭狀天線仿真設(shè)計方法與架構(gòu)，具體地說它是一種工作在VHF頻段的寬帶鞭狀天線的仿真設(shè)計方法與架構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]鞭狀天線在VHF頻段內(nèi)較為常用，但頻帶較窄，隨著天線技術(shù)的發(fā)展和相關(guān)通信設(shè)備頻帶的擴展，天線的寬頻帶技術(shù)越來越得到重視。
[0003]在軟件仿真設(shè)計方法出現(xiàn)前，針對VHF頻段的寬帶鞭狀天線多采用經(jīng)驗和電磁場公式進行設(shè)計，設(shè)計過程十分復(fù)雜，天線的設(shè)計方法需要簡化，這就需要找到一種基于VHF頻段的寬帶鞭狀天線仿真設(shè)計方法。
[0004]鞭狀天線的主要輻射體就是一根導(dǎo)體，在設(shè)計VHF頻段寬帶鞭狀天線時，為了提高VHF頻段寬帶鞭狀天線的增益就需要增加鞭體長度，為解決鞭體加長后帶來的容易碰到障礙物等問題，就需要找到一種基于VHF頻段的寬帶鞭狀天線架構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種設(shè)計合理、工作可靠的基于VHF頻段的寬帶鞭狀天線仿真設(shè)計方法與架構(gòu)，使VHF頻段的寬帶鞭狀天線設(shè)計方法更合理，使天線能快速伸展收回，在行進中使用時碰到障礙物可以彎曲、轉(zhuǎn)向。
[0006]為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種基于VHF頻段的寬帶鞭狀天線仿真設(shè)計方法，包括HFSS建模仿真設(shè)計方法，Designer建模仿真設(shè)計方法，電路設(shè)計方法，分別由步驟S1、S2、S3共三個步驟完成，其中:
[0008]所述步驟S1為HFSS建模仿真設(shè)計方法，完成HFSS建模設(shè)計、HFSS仿真設(shè)計；
[0009]所述步驟S2為Designer建模仿真設(shè)計方法，完成Designer電路建模設(shè)計、Designer仿真設(shè)計；
[0010]所述步驟S3為電路設(shè)計方法，完成確定變換電路、磁芯選型、漆包線匝數(shù)計算。
[0011]所述步驟S1又包含有步驟S11、S12，共2個步驟，其中:
[0012]所述步驟S11完成HFSS建模設(shè)計，根據(jù)天線整機架構(gòu)形式，確定輻射體尺寸、接地設(shè)計和端口饋電設(shè)計；
[0013]所述步驟S12完成HFSS仿真設(shè)計，對模型進行S參數(shù)仿真、方向圖仿真、增益仿真。
[0014]所述步驟S2又包含有步驟S21和S22，共2個步驟，其中:
[0015]所述步驟S21完成Designer電路仿真建模設(shè)計，根據(jù)S參數(shù)阻抗分布建立電路模型，進行電路模型參數(shù)設(shè)計；
[0016]所述步驟S22完成Designer仿真設(shè)計，仿真天線的電壓駐波比、電路損耗。
[0017]所述步驟S3為電路設(shè)計方法，又包含有步驟S31、S32、S33，共3個步驟，其中:
[0018]所述步驟S31為確定變換電路，分析天線阻抗特性和線纜特性確定需要選擇傳輸線變壓器的類型和比例；
[0019]所述步驟S32為完成磁芯選型，根據(jù)工作頻段選擇繞制傳輸線變壓器的磁芯型號，根據(jù)功率要求選擇磁芯的大小和個數(shù)；
[0020]所述步驟S33為完成漆包線匝數(shù)計算，根據(jù)磁環(huán)的磁導(dǎo)率、大小等參數(shù)計算漆包線的匝數(shù)。
[0021]—種基于VHF頻段的寬帶鞭狀天線架構(gòu)，包含有匹配器1，轉(zhuǎn)向器2，鋼尺鞭體3，從底部依次從下而上相結(jié)合構(gòu)成一個整體，其中:
[0022]所述匹配器1包含插座11，印制板12，傳輸線變壓器13，上接頭14，外殼體15，上插針16、下插針17，主要完成天線的阻抗變換功能，其中:
[0023]所述插座11為TNC型插座，印制板12與插座11焊接在一起，通過螺紋連接外殼體15 ；
[0024]所述印制板12是用來焊接元器件的pcb板，上插針16、下插針17分別焊接在兩端，傳輸線變壓器13焊接在印制板12 ;
[0025]所述傳輸線變壓器13使用NiZn磁環(huán)用漆包線雙線并繞方式制成；
[0026]所述上接頭14為金屬接頭，通過螺紋連接外殼體15 ；
[0027]所述外殼體15為塑料殼體，通過螺紋連接插座11和上接頭14 ;
[0028]所述上插針16焊接在印制板12上；
[0029]所述下插針17焊接在印制板12上。
[0030]所述轉(zhuǎn)向器2包含螺套21、蛇形管22、螺柱23，主要完成天線支撐、轉(zhuǎn)向功能，其中:
[0031]所述螺套21焊接在蛇形管22 —端；
[0032]所述蛇形管22為實心金屬管，兩端分別焊接螺套21、螺柱23 ;
[0033]所述螺柱23焊接在蛇形管22另一端。
[0034]所述鋼尺鞭體3包含接頭31，橡膠32，鉚釘33，墊片34，多層鋼尺35，帽36，主要完成天線的輻射功能，其中:
[0035]所述接頭31為帶螺紋的金屬件，與多層鋼尺35通過螺絲固定；
[0036]所述橡膠32通過工藝處理涂覆在接頭31表面；
[0037]所述鉚釘33把墊片34、多層鋼尺35鉚接在一起；
[0038]所述墊片34通過鉚釘33與多層鋼尺35固定；
[0039]所述多層鋼尺35是多片長短不一的鋼尺組成；
[0040]所述帽36為塑料件，通過鉚釘33與多層鋼尺35固定。
[0041]本發(fā)明是采用軟件仿真來設(shè)計VHF頻段的寬帶鞭狀天線，用該
[0042]仿真設(shè)計方法可以簡單易行地設(shè)計VHF頻段的鞭狀天線和實現(xiàn)VHF頻段的鞭狀天線的寬帶化。
[0043]本發(fā)明的架構(gòu)方式，可以使得VHF寬帶鞭狀天線快速伸展收回，在行進中使用時碰到障礙物可以彎曲、轉(zhuǎn)向，具有較強的實用性。
[0044]本發(fā)明提供的基于VHF寬帶鞭狀天線仿真設(shè)計方法，是采用HFSS和Designer協(xié)同仿真的方式，將HFSS建模仿真產(chǎn)生的S參數(shù)導(dǎo)入到Designer軟件中，對VHF頻段的鞭狀天線添加電路，從而使天線在VHF頻段內(nèi)寬帶免調(diào)諧。
【附圖說明】
[0045]圖1本發(fā)明仿真設(shè)計方法流程圖
[0046]圖2本發(fā)明HFSS建模仿真設(shè)計方法流程圖
[0047]圖3本發(fā)明HFSS建模設(shè)計流程圖
[0048]圖4本發(fā)明HFSS仿真設(shè)計流程圖
[0049]圖5本發(fā)明Designer建模仿真設(shè)計方法流程圖
[0050]圖6本發(fā)明Designer電路建模設(shè)計流程圖
[0051]圖7本發(fā)明電路設(shè)計方法流程圖
[0052]圖8仿真電路圖
[0053]圖9本發(fā)明整機架構(gòu)示意圖
[0054]圖10本發(fā)明匹配器部分示意圖
[0055]圖11本發(fā)明轉(zhuǎn)向器部分示意圖
[0056]圖12本發(fā)明鋼尺鞭體部分示意圖
[0057]圖13本發(fā)明印制板器件布局
[0058]圖中符號說明:
[0059]1為匹配器，其中:
[0060]11為插座，12為印制板，13為傳輸線變壓器，14為上接頭，15為外殼體，16為上插針，17為下插針；
[0061]2為轉(zhuǎn)向器，其中:
[0062]21為螺套、22為蛇形管、23為螺柱；
[0063]3為鋼尺鞭體，其中:
[0064]31為接頭、32為橡膠、33為鉚釘、34為墊片、35為多層鋼尺、36為帽。
【具體實施方式】
[0065]請參閱圖1至圖13所示，為本發(fā)明具體實施例。
[0066]從圖1至圖8可以看出:
[0067]—種基于VHF頻段的寬帶鞭狀天線仿真設(shè)計方法，包括HFSS建模仿真設(shè)計方法，Designer建模仿真設(shè)計方法，分別由步驟Sl、S2、S3共三個步驟完成。
[0068]所述步驟S1為HFSS建模仿真設(shè)計方法，完成HFSS建模設(shè)計、HFSS仿真設(shè)計；
[0069]所述步驟S2為Designer建模仿真設(shè)計方法，完成Designer電路建模設(shè)計、Designer仿真設(shè)計；
[0070]所述步驟S3為電路設(shè)計方法，完成確定變換電路、磁芯選型、漆包線匝數(shù)計算。
[0071]所述步驟S1又包含有步驟Sll、S12，共2個步驟，其中:
[0072]所述步驟S11完成HFSS建模設(shè)計，根據(jù)天線整機架構(gòu)形式，確定輻射體尺寸、接地設(shè)計和端口饋電設(shè)計；
[0073]所述步驟S12完成HFSS仿真設(shè)計，對模型進行S參數(shù)仿真、方向圖仿真、增益仿真。
[0074]所述步驟S2又包含有步驟S21和S22，共2個步驟，其中:
[0075]所述步驟S21完成Designer電路仿真建模設(shè)計，根據(jù)S參數(shù)阻抗分布建立電路模型，電路模型參數(shù)設(shè)計；
[0076]所述步驟S22完成Designer仿真設(shè)計，仿真天線的電壓駐波比、電路損耗。
[0077]所述步驟S3為電路設(shè)計方法，又包含有步驟S31、S32、S33，共3個步驟，其中:
[0078]所述步驟S31為確定變換電路，分析天線阻抗特性和線纜特性確定傳輸線變壓器的類型和比例；
[0079]所述步驟S32為完成磁芯材料選型，根據(jù)工作頻段選擇繞制傳輸線變壓器的磁芯型號，根據(jù)功率要求選擇磁芯的大小和個數(shù)；
[0080]所述步驟S33為完成漆包線匝數(shù)計算，根據(jù)磁環(huán)的磁導(dǎo)率、大小等參數(shù)計算漆包線的匝數(shù)。
[0081]所述步驟311，含有步驟3111、3112、3113，共三個步驟，其中:
[0082]所述步驟S111確定輻射體尺寸，根據(jù)天線架構(gòu)及工作原理，確定輻