1. 研究目的与意义
天线是无线电通信系统中不可缺少的重要组成部分，它是发射和接收电磁波的一种设备。作为发射天线，它将被馈线引导的高频电流转换为电磁波并向特定的方向发射出去；而作为接收天线，它又要做相反的变换，从而在任意两点之间实现了电磁信号的传递。从上世纪初的单一点对点通信到现在覆盖全球的卫星通信系统，天线技术无疑承担了最基本、最前端的角色，它在社会生活中的重要性与日俱增，如今已成为现代文明中不可缺少的部分 。
随着科学技术的飞速发展，现代社会已经进入信息时代，信息的快速而广泛的传递形成了现代社会最重要的特征，无线通信技术的发展和无线应用产品的普及，特别是近几年手持通信设备的普及和新兴的超宽带无线通信技术的发展，电子设备的功能越来越强大，信号带宽也在不断提高。人们对无线通信系统中必不可少的天线性能提出了更高的要求，主要体现在频带的范围更广、体积更小、便于安装和携带，同时具有较高的辐射效率，在这一领域有许多难题急待解决。
宽带天线在各个领域得到了广泛的应用。主要使用场合有：无线通讯技术，包括手机、蓝牙、无线局域网等终端；小型化卫星通讯；多普勒及其它制式雷达；指挥和控制系统；导弹测遥；无线电引信；环境监测仪表和遥感；复杂天线中的馈电单元；GPS卫星导航接收机；生物医学辐射器等。
2. 研究内容与预期目标
本题目将在电磁仿真软件中对于宽带天线进行建模和仿真分析，主要研究内容有以下：
（1）学习有关电磁理论，在理解有关偶极子天线特性的基础上，分析天线臂展宽或改变形状对于天线带宽的影响；
（2）在HFSS软件中对于宽带天线的几何建模，宽带天线仿真条件设置以及分析。
3. 研究方法与步骤
采用理论与实践相结合的研究方法。前期多搜集有关宽带天线传输特性、宽带天线原理等相关知识并学习。后期熟练掌握电磁仿真软件的使用并在电磁仿真软件中进行建模，仿真其散辐射参数与材料参数变化对于器件性能变化的影响。具体安排如下：第一步学习理解有关天线工程参数，如天线的方向系数、增益、辐射模式、效率、波束宽度、极化、天线的有效面积与有效长度；第二步学习理解天线工作原理与有关电磁理论，理解利用矢量磁位推导天线远区场的过程和有关的偶极子天线分析理论，理解基本偶极子天线的特性。第三步学习电磁仿真软件，掌握在仿真软件中的几何结构建模方法，掌握边界条件和激励的设置方法，掌握天线远区场仿真条件的设置方法。第四步在仿真软件中构建宽带天线进行仿真，通过对反射系数进行优化得到可以宽带工作的结构参数，并分析电流分布与有关辐射模式特性，加深对于宽带天线工作原理的理解。
4. 参考文献
[1] 廖承恩.微波技术基础.西安电子科技大学出版社
[2] 丁君.工程电磁场与电磁波. 高等教育出版社
[3] David M. Pozar. Microwave engineering. John Wiley amp; Sons, Inc.2005
5. 工作计划
1. 2022-03-01---2022-03-19 阅读文献，初步学习理解天线工作原理与有关性能指标，初步熟悉仿真软件，撰写开题报告。
2. 2022-03-20---2022-03-31 深入学习有关基于矢量位求解天线远区场的理论，偶极子天线的基本理论。掌握有关在电磁软件中进行电磁结构建模以及边界条件和激励的设置方法。
3. 2022-04-01---2022-04-15 在仿真软件中搭建简单的偶极子天线模型进行仿真，进一步加深有关理解有关原理与仿真方法。
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