天線結構的案例
吉利獲無人機專利授權，天線繞支撐結構轉動實現折疊與展開
6月2日訊，天眼查顯示，浙江吉利控股集團有限公司獲得“一種無人機天線折疊天線結構及應用其的無人機”專利授權，公告號CN213340682U，申請日期為2020年9月，授權日期為2021年6月1日，申請人為浙江吉利控股集團有限公司、四川傲勢科技有限公司。
專利信息顯示，本申請提供一種無人機天線折疊結構及應用其的無人機，包括：天線結構、支撐結構和彈性結構；支撐結構與無人機的機身連接，天線結構與支撐結構轉動連接；彈性結構的一端與支撐結構連接，彈性結構的另一端與天線結構連接；天線結構與無人機的機翼結構位于同側，且天線結構與機翼結構之間的距離不大于機翼結構的長度；
機翼結構向機身折疊時能夠向天線結構施加壓力，以使天線結構繞支撐結構轉動實現折疊；當施加在天線結構的壓力解除時，彈性結構能夠帶動天線結構繞支撐結構轉動實現展開。該無人機天線折疊結構在折疊時不需要額外的操作和設備，能夠有效節省時間和成本，且能夠降低無人機發射難度。
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展開 基于Lumerical fdtd的超透鏡設計(介質天線結構和金屬諧振結構)
超透鏡是一種通過控制表面納米結構來調制光束的幅度和相位，進而實現波前操控（如光束偏轉、光束聚焦和偏振分束等）的新型技術，現有的超透鏡設計一般分為介質天線結構和金屬諧振結構兩種。
一、介質天線結構
對于超透鏡的各種應用來說，首先需要超透鏡的單元，即介質天線結構的透過相位可以在360°的相位范圍內進行自由調制。因此，我們第一步要做的便是對不同結構參數下的超透鏡單元進行仿真模擬，并輸出其掃描相位結果，如圖1所示為簡單的矩形介質結構超表面通過腳本掃描得到的結果。在這一過程中，通常需要點監視器、面監視器以及其他監視器的協同，并通過腳本或者FDTD自帶的掃描功能對相位結果進行輸出。
圖 1 不同結構參數下的相位掃描圖
在論文的復現或者書寫過程中，一般還會對結構的電場、磁場或者相位進行對比和輸出，因此也需要利用軟件對一些關鍵的場強分布進行模擬和輸出，如圖2所示為兩個不同結構參數下的磁場分布和截面相位分布圖，從相位分布圖中可以看出通過改變結構參數，其透過率相位發生了一定程度的偏移，這便是后續進行超透鏡整體建模的基礎。在這一過程中，一般僅涉及入門板塊中各監視器輸出圖像的內容以及相關后處理的操作。
圖2 兩個不同結構參數下的截面磁場分布和截面相位分布圖
二、金屬諧振結構
除了這種介質天線結構外，還有大量的研究集中于金屬諧振結構，如圖3所示，這種結構的仿真思路基本第一種結構相同，僅存在部分細節的不同。
圖3 金屬諧振諧振結構和FDTD仿真域
對于金屬諧振結構來說，一般將其反射相位作為超透鏡陣列調控的參數，因此需要對結構的反射率以及反射相位進行仿真模擬，如圖3所示為普通矩形金結構在寬波長范圍下的反射率和反射相位曲線（通常需要對該曲線進行后處理，使其直接輸出角度制的相位）。
展開 自適應微帶相控陣天線建模模塊
其中主程序完成天線結構參數化，并通過幅相分布函數和接口函數庫的調用實現相控陣天線的建模；幅相分布函數為依據不同的波束掃描角，完成陣元饋電幅相分布的計算，其中幅度計算依據taylor分布，第（m，n）單元的相位計算依據平面陣列的綜合公式如下（ps:theta為俯仰角，phi為方位角）；接口函數庫實現了matlab與FEKO之間的對接。
操作流程
step1:天線結構參數輸入，并運行程序，生成建模腳本.lua。
step2:在CADfeko中的腳本編輯器script editor中打開建模腳本，并運行腳本，完成貼片/饋線/多求解項等的建模。
step3:依據天線口徑以及基板材料等參數，完成介質基板建模，最終完成微帶相控陣天線自動建模。
總結
本文介紹了一種微帶相控陣天線自適應建模方法，其依據天線口徑/貼片與饋線的結構參數/波束掃描角范圍，可實現微帶相控陣天線的自適應建模，相較于原模塊，建模效率更高，操作更加便捷。
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展開 基于HFSS的NFC天線研究與設計
摘 要：針對NFC（Near Field Communication）的天線的交互效率不高，導致傳輸信號不穩定的問題，可以分析天線的參數與電路的結構，使得天線性能達到最優。利用Ansoft HFSS(High Frequency Structure Simulator)進行環形天線的建模與分析，討論了天線的結構參數對天線性能的影響，提出了RLC電路對天線電感的影響，設計了串聯匹配電路。同時對天線的帶寬進行了優化，并對設計的耦合天線傳輸距離進行了仿真，確定最佳耦合距離從而提高天線的品質因數。結果表明：天線的回波損耗降低至-27.25 dB，最佳耦合距離為20 mm。
關鍵詞：近場通信;NFC天線;HFSS仿真;匹配電路;
0 前言
隨著射頻傳輸[1]技術的持續發展，近場通信的應用也在不斷擴大，由于其集成度高、穩定性好，因此在醫療、通信和生物化學等識別領域隨處可見。NFC技術是基于國際標準ISO14443A/B進行設計，其諧振中心頻率在13.56MHz上，能進行快速識別，如公交卡和身份 證[2]。通常NFC技術包含電路和天線設計，不同的設備所需天線的設計不盡相同，為了更好地滿足設計要求，通常會在設計的過程中探究天線性能來增加耦合效率。天線的設計對NFC系統的影響很大，故有必要對天線的結構進行仿真設計[3,4,5,6,7,8]。
展開 
技術鄰周報Q8：Abaqus/試驗仿真/LS-DYNA/天線仿真/APDL/結構振動/Ansys/沖擊仿真
3、基于CST研究人體對可穿戴天線的影響
作者：
320科技工作室
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1808030
首先設計了一款工作在2.45Ghz的倒F天線，其次把天線放在模擬人體附近，研究人體對天線的影響，最后做出對比。
4、基于聯合建模的空心足球建模方法介紹及足球跌落仿真簡單示例
作者：
嗯哼_5038
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1807998
本文深思了足球背后的幾何原理后，得出了一種其表面圖案建模的便捷方法，并利用Ansys WORKBENCH LS-DYNA軟件對足球跌落進行了趣味性的有限元分析，得出空心足球撞擊過程中整體表現出脆性、局部表現為回彈。本文仿真案例靈感來源生活，可供UG建模、ANSYS LS-DYNA、WORKBENCH LS-DYNA軟件建模分析方法參考。
5、淺談深圳賽格大廈的搖擺現象
作者：
王鑫敏
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1808124
和虎門大橋一樣，深圳賽格大廈突然之間的擺動，牽動著全國人民的心，一時之間，霸占了諸多媒體的頭條。時隔月余，終不見公布造成擺動的原因，以我拙見，引君一觀，權當娛樂爾。
6、剛性小球高速沖擊陶瓷高腳杯仿真
作者：
鋮君之
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1808137
眾所周知，沖擊速度影響被沖擊物體破壞的程度。但其實被沖擊物體的表面造型也影響著沖擊的破壞程度。
展開 一種新的軌道角動量天線設計
今天就給大家分享一個將軌道角動量與毫米波技術相結合的基于介質諧振器的軌道角動量天線設計，非常具有實用性。這個設計建立了天線的等效模型，推導了其輻射場的理論表達，討論了介質諧振器半徑對渦旋波電磁波模態的影響，通過仿真結果表明，該天線在波段有四個諧振點，能夠分別產生模態的渦旋電磁波。此外，該天線結構緊湊，成本低，增益良好，具有較高的天線效率，產生的各個模態的渦旋電磁波都具有良好的旋轉性，能夠獲得較強的抗干擾能力，為軌道角動量在毫米波頻段的應用提供了一定的現實意義。
天線設計
該天線設計了一種介質諧振器天線，天線結構如圖3所示，圖3(a)是天線的三維結構圖，可以看到該天線是由一個介質諧振器，一條微帶線，一層介質基板和一個接地面構成，圖3(b)是天線俯視圖。
仿真結果分析
天線的S參數能夠準確反映電磁波傳遞過程種的反射情況。如圖7所示是該天線的S參數仿真結果，可以看到，S參數有多次下降，表明這些頻率的波耦合進了諧振器當中，但并不是所有都是OAM模式。在28GHz~36GHz之間，該天線產生了4個諧振點，能夠產生的OAM模態。分別是：在29.6GHz處產生的OAM模態，在30.6GHz處產生的OAM模態，在32.2GHz處產生的OAM模態，在35.1GHz處產生的OAM模態。圖8是該天線電壓駐波比的仿真結果，可以看到在四個諧振點處的VSWR幾乎達到1，在天線的工作頻段28GHz~36GHz之間匹配良好。
由圖9（左側）可以看出，該天線生成的4種OAM波束，空間螺旋相位波前結構清晰可見，符合OAM渦旋電磁波的螺旋相位結構特征，并且相位沒有產生畸變，說明該天線產生的OAM無線電波具有較好的抗干擾性。
圖9（右側）是OAM的４個模態在觀測平面上的振幅分布的波前。
展開 如何模擬真實的電波暗室環境
仿真中將雙圓錐天線的框架作為邊界模擬，同時還需要周圍的空氣域和完美匹配層。圖中僅顯示了一半的 PML 層。
本例中的工作頻率為常規的 VHF 頻段 (60 MHz – 240 MHz)。為了簡化建模步驟并減少所需的計算資源，我們假定天線的框架結構是極薄的幾何平面。由于給定頻率范圍內的厚度大于集膚深度，所以可以將該結構作為完美電導體模擬。
對于置于中央兩個六邊形框架結構的間隙，將其指定為一個參考阻抗為 50 Ω 的集總端口。天線由一個球形空氣域環繞，空氣域的最外層配置為 PML 層，負責吸收天線的所有外向輻射，同時作為仿真中的全寂室使用。
70 MHz 頻率下 yz 平面上的電場分布 (dB)。電場在整個天線結構中發生諧振。
電壓駐波比 (VSWR) 圖（y 軸采用了對數刻度）；圖片顯示 VSWR 的均值近似于 3:1。
上圖顯示了電場的分布 (dB)，并用箭頭圖繪制了電場在 70 MHz 頻率下的方向性。當頻率位于較低范圍時，電場被限制在整個結構中。隨著頻率的增加，反應區會逐漸減小。因此，天線結構中會對電磁波產生響應的部分會沿集總端口的中央收縮。計算得到的 VSWR 平均值近似為 3:1，性能接近雙圓錐天線商規產品的 EMI/EMC 測量結果。
70 MHz 下的三維遠場模式，類似于典型半波偶極天線的模式。
三維遠場輻射模式顯示出與 H 平面相同的全向特征。根據建模配置建議，我們現在只需要不到 2 GB 的內存就能計算遠場輻射模式及擁有輕量六邊形框架的雙圓錐天線的 VSWR 值。因此，與完整全寂室仿真相比，我們可以更輕松快速地完成模型設定。
展開 干貨 | 基于ANSYS HFSS藍牙天線仿真分析介紹
設置好模型材料后，設置求解頻率為天線中心頻率2.45GHZ，自適應網格剖分的最大迭代次數為6次，收斂誤差為0.02。掃頻頻率從1.5GHZ到3.5GHZ,Step size位0.01GHZ。分析設置完成后，單擊Validation圖標，檢查整個工程文件的設置，如圖5所示。然后點擊HFSS?Analysis，進行分析。在仿真計算過程中，工作界面右下角的進度條窗口會顯示求解進度。信息管理窗口也會顯示相應的信息說明，并會在仿真完成后給出完成提示信息。在分析過程中，點擊Solution圖標，可以查看收斂的狀態，網格數量等。
圖5 確認檢查對話框
HFSS 擁有強大的數據后處理功能，仿真分析完成后，在數據處理部分能夠給出天線的各項性能參數的仿真分析結果，如回波損耗、駐波比、輸入阻抗和方向圖等。
圖6 天線回波損耗
從結果可以看出，設計的藍牙天線的中心頻率為2.49GHZ，偏離預先設定的中心頻率2.45GHZ。沒有達到設計的性能要求。而且大部分情況下，天線的設計都不可能一步到位，甚至前面模型的參數也是通過調整天線的結構參數后得到的。因此需要借助HFSS的參數掃描分析功能分析天線結構對性能參數的影響。
如圖7所示，添加天線臂長度為設計變量，初始長度9mm。
圖7 添加變量對話框
右鍵單擊工程管理窗口下的Optimetrics節點，選擇Add?Parametric，打開Setup Sweep Analysis對話框。
展開 FEKO在RFID天線仿真中的應用
RFID產業化關鍵技術主要包括： 標簽芯片設計與制造、天線設計與制造等。天線設計方面又涉及到以下問題，例如標簽天線匹配技術，針對不同應用對象的RFID標簽天線結構優化技術，多標簽天線優化分布技術，片上天線技術，讀寫器智能波束掃描天線陣技術等。FEKO提供了豐富的電磁仿真算法分析射頻識別的電磁場問題。
標簽天線設計與優化
讀寫器天線的輻射特性，端口特性，端口駐波
標簽天線的布局
復雜環境對RFID天線的影響（如液體、金屬等）
識別距離分析
FEKO提供豐富的計算方法完成RFID標簽與讀寫器天線仿真。FEKO軟件能夠完成RFID天線的設計與分析，并且可以得到天線的各項參數：增益、輻射方向圖、端口駐波、S參數等，并且可以用于分析RFID安裝在各類產品上面之后的特性，這些作為載體的產品，既可以是金屬導體，也可以是介質。
應用案例
標簽天線設計
該標簽天線介質襯底為聚酯纖維，仿真天線端口阻抗、S參數、增益等。
讀寫器天線仿真
標簽天線布局
復雜環境對RFID天線的影響
識別距離分析
展開 基于CST軟件的對數周期天線設計
摘要：
對數周期天線存在多種形式，主要包括齒片形、齒線型和偶極型等。其中，1960年提出的對數周期偶極子天線（LPDA）是結構最簡單、應用最廣泛且性能優良的一類對數周期天線，廣泛應用于 UHF、VHF、HF 頻段的電視、通信等各個領域中。本文根據相關理論，設計一款工作在200MHz到600MHz的對數周期天線，并且將其垂直交叉仿真，在饋電上進行等幅相位相差90度饋電，實現了寬頻帶內圓極化輻射特性。
關鍵詞：對數周期天線 交叉極化 圓極化 CST 寬頻帶
一．設計原理
對數周期天線具有高度的自相似特性，工作帶寬極寬，可以達到 10:1 甚至更高。由于天線的電特性如阻抗特性，方向特性等都是電尺寸的函數，所以電特性和電尺寸息息相關。假設天線的頻率按照某一個比例變化之后仍然能保持天線的電尺寸不變，那么就意味著天線的電特性在這些頻率上就保持不變。當天線的振子尺寸 Ln+1/Ln=τ，即頻率 fn+1/fn=1/τ，滿足 τ無限接近于 1 的時候，理論上天線的寬帶可以趨近無窮大。因為此時天線頻率趨近于連續變化，天線的尺寸無限精細，導致尺寸也會無限大，這在現實情況中是無法滿足的。
慶幸的是，實際通過實驗得到的結果證明不需要每個工作頻率都要有相對應的振子工作。接上信號源后電磁能量沿著集合線傳輸，依次對不同的振子進行交叉饋電，當振子長度接近諧振長度時能激勵起較大電流，天線的輻射效果就會達到最佳；當振子長度和諧振長度相差較大時激勵起的電流會很小，意味著輻射也就很小，對遠場的貢獻可以忽略不計。對數周期天線在不同輻射陣子上的電流分布近似于高斯分布。因此，某一特定工作頻率之下，根據不同尺寸對應著不同的電尺寸，對數周期天線可以劃分為三個區域，分別是輻射區（或稱為有效區），傳輸區和截止區。
展開 電磁場分析軟件FEKO
電磁場分析軟件FEKO
FEKO是復雜形狀三維結構的電磁場分析軟件，是適用于復雜專業電磁場的仿真軟件，應用范圍非常廣泛。FEKO基于著名的矩量法（ MoM）對 Maxwell方程組求解，可以解決任意復雜結構的電磁問題，把多層快速多極子（MLFMM：Multi-Level Fast Multipole Method）算法推向市場的商業代碼，在保持精度的前提下大大提高了計算效率，使得精確仿真電大問題成為可能（典型的如簡單介質模型的 RCS、天線罩、介質透鏡）。FEKO中通過混合 MoM/ PO和MoM/UTD來為電大尺寸問題的精度提供保證，非常適合于分析開域輻射、雷達散射截面（ RCS）領域的各類電磁場問題。FEKO還針對許多特定問題，例如平面多層介質結構、金屬表面的涂覆等等，開發了量身定制的代碼，在保證精度的同時獲得最佳的效率。
展開 
行業分享丨基于 Feko 的天線方向圖近遠場反演方法
我們觀察到反演結果在后向出現較強凋零，因此推斷它更適用于高增益天線和對主瓣分析要求較高的應用場景。為了進一步驗證，我們嘗試仿真一個線陣槽縫天線模型，并觀察在不同指向角度（例如±40度、±50度、±60度）下的反演效果。實驗發現，當掃描面大小不足時，反演結果的邊緣角會出現明顯畸變，導致方向圖一側“發胖”一側“變瘦”，這是由于傅里葉展開的邊界效應引起的。將面加寬之后，方向圖的主瓣形態明顯改善，在±50度范圍內保持了良好的準確性。
接著我們嘗試使用柱面近場進行仿真反演。相比平面場，它能更好地還原低增益天線的完整輻射特性，特別適合陣列天線、基站天線等具有環繞輻射需求的應用。我們設置了一個±45度掃描角度，發現仿真結果在主瓣和部分副瓣區域都與預期非常吻合。需要注意的是，在使用柱面和球面反演時，Feko 要求加載電場和磁場聯合數據，而不僅僅是電場，因此前處理設置必須匹配正確。
通過這類仿真，我們獲得了一個比較清晰的認知：
平面近場：適用于高增益天線及相控陣設計，推薦角域在±30~50度內，關注采樣密度與掃描區域匹配。
柱面近場：適合線陣類或寬波束扇形天線，反演范圍更廣，精度更穩定。
球面近場：適用于全向或復雜形態天線，能提供全角域反演。
在佳馳科技的實際項目中 Feko 不僅為天線測試提供了一種高效的仿真驗證手段，也幫助我們在測試方案選型、天線結構優化、暗室建設參數規劃等方面具備了更清晰的依據。仿真從設計中前置地介入到測試驗證環節，這種跨流程協同將進一步推動我們產品開發的精度和效率。
展開 MeshFree平臺天線概念模型分析中的應用
1 模型介紹
本文中對如下圖所示的天線概念模型進行了仿真分析，在天線設計階段，通常需要對目標產品的非精細模型進行分析以獲得其關鍵結構部位的變形、應力以及諧振頻率的大致范圍，并對部分性能指標進行初步評價。
圖1 天線概念設計模型
2 MeshFree平臺中的分析過程
運行MeshFree平臺后，首先選擇分析工況，在本例中，需建立線性靜力分析和模態分析兩個工況。然后，導入天線的Parasolid模型，導入過程中，軟件會自動檢查不同零件之間的間隙，并依此建立接觸關系，默認均為焊接連接，在模型樹中點選連接條目，圖形區會同步高亮顯示相應的連接區域，如圖2所示。
導入完成后即可進行材料設置，對于該模型，除上部拋物面反射體和支撐桿采用環氧樹脂材料外，其余部分均采用結構鋼材料。一種較方便的方式是先統一在模型樹中制定材料為結構鋼，然后在圖形區點選反射體部分，通過右鍵菜單重新指定為環氧材料。點選后通過右鍵操作的方式非常方便且不易誤操作，在處理零件數較多的模型過程中便捷性更加明顯。
圖 2 模型樹中的Welded連接和圖形區中的相應連接區域
隨后Analysis Conditions菜單中設置約束和載荷，在該模型中完全約束底部8個螺栓，并對底座法蘭下平面施加Y向約束。然后，添加重力載荷和作用于反射體拋物面的等效風載荷。至此，線性靜態分析工況的設置已全部完成。對于模態分析工況，只需將模型樹中的約束條件通過鼠標拖拽至該工況的Boundary列表下即可。運行分析默認會計算所有工況，存在多個工況時可根據需要進行選取。
MeshFree的計算過程對計算機資源的消耗并不算大，兩個工況同時提交，求解過程耗時約5分鐘。計算完成后，軟件會自動進入結果顯示狀態，即可方便的查看分析結果。
展開 9種電磁仿真軟件和方法，你會幾種？
這就要求橫向結構上是無耗的。更通俗地講，就是無耗波導結構。換言之，MM 最適用于波導空腔、高Q且在能量傳輸的某一維上結構具有一定的均勻性。譬如，它適用于兩個圓柱腔在高度維上的耦合的分析，但不適用于兩個葫蘆間的耦合分析，因為后者沒有非常明確 的模式參與能量交換，人們只能將大量的模式一并考慮，這樣就降低了 MM 的效用。
有限元法(FEM)是一種一階純數值方法(若用一階元的話)。它適用于任何形狀的結構，是一個通用的方法。但事物總是一分為二的。一般來說，通用方法在特殊應用領域的效率將不如特殊方法。對于高 Q 空腔濾波器設計，MM 就遠優于 FEM。
隨著計算電磁學在工程應用領域影響力的不斷加深，商用電磁分析軟件越來越多，操作界面智能化，使得設計人員可以更加方便、直觀得進行濾波器設計、天線設計、目標電磁特性分析等。
1. 以有限元法為主的微波軟件有ANSYS HFSS
Ansys HFSS
是Ansys公司推出的三維電磁仿真軟件;是世界上第一個商業化的三維結構電磁場仿真軟件，業界公認的三維電磁場設計和分析的電子設計工業標 準。HFSS提供了一簡潔直觀的用戶設計接口、精確自適應的場解器、擁有空前電性能分析能力的功能強大后處理器，能計算任意形狀三維無源結構的S參數和全 波電磁場。
HFSS軟件擁有強大的天線設計功能，濾波器微信公眾號認為它可以計算天線參量，如增益、方向性、遠場方向圖剖面、遠場3D圖和3dB帶寬;繪制極化特性，包括球形 場分量、圓極化場分量、Ludwig第三定義場分量和軸比。使用HFSS，可以計算：
① 基本電磁場數值解和開邊界問題，近遠場輻射問題;② 端口特征阻抗和傳輸常數;③ S參數和相應埠阻抗的歸一化S參數;④ 結構的本征模或諧振解。
展開 Ansys高頻電磁應用領域及案例（上篇）
Ansys可提供多種用于片上結構的高級電磁仿真技術。Ansys HFSS 是有限元方法(FEM)抽取器的行業標桿，有經驗的工程師將它用于技術探索和簽核驗證。
PCB板級和組件級電磁建模
精確模擬整個PCB板和封裝，解決EMI問題
-S參數和寄生參數提取
-檢查PCB的EMI設計規則
-濾波元件的電路分析
天線設計
天線饋電結構設計
對包含功分器、環形器、隔離器、濾波器等器件在內的饋電結構進行整體仿真設計
仿真屏蔽腔對饋電結構的影響
天線設計
振子天線：一般指直線形的單極或偶極天線，或者由單極、偶極振子組合成的復雜天線，如典型的八木宇田天線。
喇叭天線：一般指直線形的單極或偶極天線，或者由單極、偶極振子組合成的復雜天線，如典型的八木宇田天線。
反射面天線：早期常用的一種天線形式，如拋物面天線、卡氏雙反射面天線等。
超寬帶天線：天線的電特性在一個較寬的頻段內保持不變或變化較小的天線，稱為寬頻帶天線，也稱超寬帶天線。常見如阿基米德螺旋天線、等角螺旋天線、正弦曲折臂天線、對數周期天線等。
相控陣天線：相控陣天線由許多相同的輻射元組成，每個單元在相位和幅度上獨立可控。
微帶陣列天線：微帶天線形式有多種，設計靈活、剖面低、成本不高。如微帶貼片、微帶振子、微帶縫隙等。
縫隙陣列天線：常見如波導縫隙陣，電性能良好、輻射效率高，但設計較為復雜。
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