基于Ansoft HFSS对探地雷达天线的设计与仿真

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探地雷达是一种利用雷达脉冲对地下目标进行探测或成像的地球物理方法。这种非破坏性的探测方法使用电磁辐射在超高频和甚高频频率的无线电频谱,并检测反射信号从而了解地下结构,可用于探地雷达的天线有几种类型:圆盘单极天线、蝶形天线、喇叭天线等。为了研究如何提高天线的接收和传输特性,本课题研究设计实现用于探地雷达技术的UHF波段喇叭天线。本论文的主要研究目标是在系统软件Ansoft HFSS中对探地雷达(GPR)采用的超高频范围喇叭天线进行天线设计计算、仿真优化和模型实现。为此完成了以下研究任务:1、研究了不同类型的天线用于探地雷达系统,经调查研究,选择了较好的用于软件无线电系统的喇叭天线作为探地雷达系统天线;2、研究比较了超高频喇叭天线仿真模型与实际天线的特性的差异,所得结果可用于喇叭天线新设计的设计和实现,具有重要的理论意义和实用价值。通过深入调研了天线类型及其参数,学习了天线计算设计软件的使用和操作方法,并在ANSOFT HFSS程序中实现了超高频喇叭天线的仿真设计。ANSOFT HFSS软件是一个功能强大的程序,在微波器件设计领域中处于领先地位。在喇叭天线的设计过程中,研究中的主要问题是天线某些参数的频繁改变导致了另一个重要参数的退化。为了找到天线的最佳参数。基于天线特性,可以适当简化天线模型的几何形式。分析给出了喇叭天线设计的仿真决策方法,开发了一种喇叭天线(0.69~1.50GHz)的新的仿真设计方法,可用于指导类似GPR系统的天线设计。
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