基于AMDS的螺旋天線仿真

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

但是，目前的仿真技術對螺旋天線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，對于螺旋天線的網格剖分存在網格數量過多，導致超出內存限制的問題。對于螺旋天線陣列的仿真，更是心有余而力不足。

安捷倫使用有限時域差分算法(FDTD)的AMDS(Antenna Modeling Design System)則可以利用自適應網格剖分來對螺旋天線及其陣列進行寬帶頻響仿真。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進行建模。

首先對螺旋天線模型進行寬帶掃頻，觀察其反射比較好的頻率范圍：(見圖1)

如對于此螺旋天線，在18.5GHz附件反射系數低于-20dB，即此天線完全可以在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)進行寬帶仿真，耗時11分10秒：(見圖2)

在18.5GHz處進行單頻點計算，可以觀察單個螺旋天線的遠場輻射圖、電

場分布、端口特性等參數，便于工程師對設計進行修正。

單個螺旋天線的三維遠場輻射圖及固定Theta=0，Phi從0至360掃頻結果如下所示：(見圖3)

單個螺旋天線YZ截面的電場分布圖如下圖所示：

對單個螺旋天線的端口進行分析，可知其VSWR為1.31，阻抗為63.4-j*6.6。

再進行更為復雜的2×2螺旋天線陣列仿真。

將原有的單個螺旋天線模型進行復制、粘貼等命令，并修改反射接地面，得到下圖所示的螺旋天線陣列圖：(見圖4)