基于A(yíng)MDS的螺旋天線(xiàn)仿真

螺旋天線(xiàn)由于具有體積小，定向型高的特點(diǎn)，在電話(huà)、電視和數據空間通信中廣為應用。

但是，目前的仿真技術(shù)對螺旋天線(xiàn)的仿真存在一定的困難。采用有限元法(FEM)的仿真軟件，如安捷倫的EMDS，對于螺旋天線(xiàn)的網(wǎng)格剖分存在網(wǎng)格數量過(guò)多，導致超出內存限制的問(wèn)題。對于螺旋天線(xiàn)陣列的仿真，更是心有余而力不足。

安捷倫使用有限時(shí)域差分算法(FDTD)的AMDS(Antenna Modeling Design System)則可以利用自適應網(wǎng)格剖分來(lái)對螺旋天線(xiàn)及其陣列進(jìn)行寬帶頻響仿真。在使用硬件加速卡之后，更可以提高仿真速度10至20倍。

在AMDS中，可以快速的對螺旋天線(xiàn)進(jìn)行建模。

首先對螺旋天線(xiàn)模型進(jìn)行寬帶掃頻，觀(guān)察其反射比較好的頻率范圍：(見(jiàn)圖1)

如對于此螺旋天線(xiàn)，在18.5GHz附件反射系數低于-20dB，即此天線(xiàn)完全可以在18.5GHz使用。

利用惠普的Compaq nc8230筆記本計算機(Pentium CPU 2.0GHz，1.5GB內存)進(jìn)行寬帶仿真，耗時(shí)11分10秒：(見(jiàn)圖2)

在18.5GHz處進(jìn)行單頻點(diǎn)計算，可以觀(guān)察單個(gè)螺旋天線(xiàn)的遠場(chǎng)輻射圖、電

場(chǎng)分布、端口特性等參數，便于工程師對設計進(jìn)行修正。

單個(gè)螺旋天線(xiàn)的三維遠場(chǎng)輻射圖及固定Theta=0，Phi從0至360掃頻結果如下所示：(見(jiàn)圖3)

單個(gè)螺旋天線(xiàn)YZ截面的電場(chǎng)分布圖如下圖所示：

對單個(gè)螺旋天線(xiàn)的端口進(jìn)行分析，可知其VSWR為1.31，阻抗為63.4-j*6.6。

再進(jìn)行更為復雜的2×2螺旋天線(xiàn)陣列仿真。

將原有的單個(gè)螺旋天線(xiàn)模型進(jìn)行復制、粘貼等命令，并修改反射接地面，得到下圖所示的螺旋天線(xiàn)陣列圖：(見(jiàn)圖4)