原创 Dipole天线的ADS仿真

天线，是无线电通信与广播领域常用的一个部件，其目的是把高频电信号有效地发射到周围空间，或有效地接收周围空间的电磁场信号，其外形多种多样，Dipole天线是其中结构最简单并且使用最广泛的一种实用天线，很多线天线都是从它衍生出来的，讲天线原理的教科书中都会重点加以分析。

Dipole，原意是偶极子，指相距很近的符号相反的一对电荷（或‘磁荷’）。Dipole天线一般是由相距很近的两根金属杆（或空心管）组成，用相位相反的一对差分电流在间隙处激励，是一种双极天线，因为有结构对称的两个臂，常被翻译为对称振子天线。Dipole天线总长度一般为所用信号频率对应的半波长附近，因此一般也称为半波振子天线。

Dipole天线很早就被使用，赫兹（Heinrich Rudolf Hertz）在研究电磁场时曾用在两根铜棒的间隙处产生电火花的方式发射信号，这两根铜棒其实就是一种Dipole天线。早期的无线电研究者都是实践家，在理论体系还没建立的情况下主要靠个人的感觉和不断摸索，往往是在走了很多弯路否定了很多设想后才得到那些记入科技史的成就的。在那些研究基础上，后来才逐渐形成了较系统的分析方法。到了今天，已经有很多相关的计算机软件了，只要坐在计算机前，很短时间就能把前人数年（甚至十多年）辛苦研究的成果直观地显现出来，技术进步当然也就越来越快了。

ADS软件是美国Agilent公司推出的电子设计自动化软件，是Advanced Design System的缩写，主要用于平面型的高频微波电路领域，其中的电磁仿真（EM Simulation）功能也能用来进行一些天线类型的仿真，主要是PCB天线。如果适当设置参数，ADS软件也可以在一定精度内用于分析dipole天线性能，但因为无法绘制出三维的金属圆棒（或管），所以只能通过金属厚度的设置形成方形截面的金属杆，以下的仿真都是使用这种近似的方法。