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本文基于相位補償超表面技術，充分依托仿真軟件FEKO、HFSS以及CST，開展天線增益提高的仿真實踐，一步步拆解基于相位補償超表面的天線增益提高的實施過程。不同于傳統的科研論文，文章不僅會介紹相關理論、設計以及結果，更會全面介紹設計過程依賴的仿真軟件、如何設置以及源代碼的介紹，幫助讀者在理論理解的基礎上，立即開展仿真實踐，以便快速進入研究狀態。

單元設計這里方便起見，采用背饋的微帶天線，模型如下本文設計在73.5GHZ左右，經過不斷優化仿真，得到回撥損耗如下圖上圖可知，-10db帶寬為71GHz---76.5GHz天線單元的增益比較重要，太小的話會影響天線陣列的性能，根據相關理論，天線單元沒翻倍，增益將增加3dB左右，當然這是在理想情況下，也就是耦合很小情況。

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。

關鍵字：微帶天線，陣列，低副瓣，相控陣 HFSS CST天線設計天線串饋模型如圖所示： 圖1 天線模型示意圖首先選擇合適的基板材料，選擇介質基板材料是通常從以下幾個方面考慮：1.選擇合適的相對介電常數。微帶天線的尺寸受介電常數影響很大，相對介電常數越大，微帶天線的尺寸就越小，且天線的帶寬也會降低，對制造公差要求較高。

前言平板高增益天線是一種基于微帶貼片或陣列結構設計的高性能定向天線，憑借其高增益、低剖面、輕量化及易于集成的特性，廣泛應用于現代無線通信領域。在移動通信基站部署中，其窄波束、強方向性的特點可有效提升信號覆蓋范圍與抗干擾能力，適用于城市密集區域或偏遠地區的信號中繼。衛星通信場景中，平板天線通過高增益特性增強對低軌道衛星的穩定追蹤能力，支撐衛星互聯網、應急通信等業務。

主題二：《CST 相控陣天線仿真方案》 30分鐘內容簡介：展示CST在衛星通訊相控陣天線的設計流程，主要包含：在Array Task中設置用于圓極化的子陣（sub array）、子陣的仿真分析以及全陣模型的仿真和分析。主題三：《CST陣列天線仿真培訓》60分鐘內容簡介：實操演示CST仿真相控陣天線的全流程。

首先建立典型的矩形貼片模型如圖1，在CST軟件中設置模式個數為4，進行激勵，得到如圖2的MS結果。 圖1 貼片模型 圖2 天線的MS在圖2中可以看到出現4個模式，下面就分析這四個模式的電流和場分布情況。

基于導出的近場數據，使用FEKO計算的遠場方向圖與CST中天線全波仿真結果進行對比，可以發現：基本趨勢以及主波束增益大小基本一致，但是由于近場口徑不是一個封閉的曲面，因此總有漏波，兩個之間在細節方面（尤其是大角度方向圖）還是有所差異。

CST微波工作室是專門用于高頻領域電磁分析和設計的軟件，它是一款無源微波器件和天線的仿真軟件，可以仿真耦合器、濾波器、環流器、隔離器、諧振腔、平面結構、連接器、電磁兼容、IC封裝、各類天線以及天線陣列，能夠給出S參數、天線方向圖、增益等結果MICROWAVE STUDIO使用簡潔，能為用戶的高頻設計提供直觀的電磁特性。

遠場方向圖副瓣出現在主瓣反方向，二者增益相差不大；在垂直于主副瓣連線方向上，天線水平面方向圖凹陷較為嚴重，約有8 dB的增益損失，增益最小處在背離活動平臺透波口。對6夾層10°位置的天線進行饋電，其遠場方向圖均勻輻射，最大增益為方位角270°~300°，指向活動平臺透波口，在活動平臺兩側，方向圖凹陷較嚴重，約有12 dB的增益損失，X軸向增益最小。

EM 分析的常見目標包括天線及濾波器的性能和效率、電機和發電機中的電磁兼容性及干擾 （EMC/EM）、人體 EM 磁場暴露、機電效應，以及高功率設備的熱效應。CST STUDIO SUITE 應用領域包括：1. 微波射頻與光學（如天線設計與布局、雷達等）；2. 電子設計/電子技術（如PCB板，線纜、封裝、連接器等）；3.

，減小后期整改的工作量，降低成本 天線EMC設計中的應用 ? 對安裝在擋風窗戶上的不同種類的玻璃天線進行仿真，比如玻璃內嵌細金屬絲天線、印刷在玻璃表面的天線以及透明導電薄膜天線等 ? 對天線布局及多種天線間互偶情況進行仿真，從而在保證天線性能的基礎上達到更好地布局 ? 對毫米波雷達天線的拓撲結構及天線性能以及雷達罩對天線性能的影響進行仿真

對于智能汽車的天線和傳感器組件優化，達索CST（電磁和多物理場仿真軟件）工作室套裝，能夠對天線元件的輻射特性進行仿真，減少實驗室中的測試，可以輕松實現以下兩個方面的仿真： 1、在多層射頻板上設計饋電結構和輻射元件的布局。

圖六 陣列s11圖七 天線方向圖圖八 天線增益圖九 去耦合結構與表面電流圖十 陣列低耦合四．總結本次設計實現陣列天線增益11dB，副瓣-18dB，工作頻帶23.5GHz—24.3GHz陣列間隔離度-40dB，滿足24GHz雷達天線性能要求最后,有相關需要歡迎通過公眾號"320科技工作室"聯系

總結本文設計了一款基于耦合雙層的圓極化天線，在3.4-3.8GHz范圍內實現良好的圓極化特性，增益大于8dBic，方向圖穩定，下一步可應用到導航或者陣列相控陣天線中。最后，有相關需求歡迎通過公眾號“320科技工作室”與我們聯絡

德國哲學家黑格爾說過“存在即合理”我想用在這里也是合適的，既然無數人投入到龍勃透鏡研究中，龍勃透鏡肯定有其獨特優勢的，目前龍勃透鏡相比于傳統天線大致有如下兩點優勢：1.1、傳統天線增益大小與天線陣子數量有關，即增益越高天線陣子數量越多（組陣后面積也越大），對應的功分網絡越復雜導致網絡損耗越大，增益做到一定極限時無法繼續提升。

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。

典型應用包含天線/RCS、電磁兼容、高速互連SI/PI/眼圖、手機、核磁共振、電真空管、粒子加速器、高功率微波、非線性光學、電氣、場路、電磁-溫度及溫度-形變等各類協同仿真。本次研討會重點介紹CST在天線設計、電子設備EMC、EDA仿真、汽車電驅系統EMC仿真的應用案例。

CST三維電磁場仿真軟件，即CST Studio Suite（CST 工作室套裝）覆蓋了整個電磁頻段，為工程師們提供完備的時域和頻域全波電磁算法和高頻算法。常應用于電磁兼容、天線/RCS、高速互連SI/EMI/PI/眼圖、手機、核磁共振、電真空管、粒子加速器、高功率微波、非線性光學、電氣、場路、電磁-溫度及溫度-形變等各類協同仿真場景中。CST三維電磁場仿真軟件即CST工作室套裝。