电磁仿真大显身手，优化螺旋天线设计（一）
缝隙螺旋天线拥有多功能性和宽带频率响应特性，因此被广泛用于无线通信、传感、定位、跟踪及许多不同微波频段的应用。为了优化缝隙螺旋天线的设计，工程师们可以利用电磁分析来精确计算诸如S 参数和远场模式之类的特性。
缝隙螺旋天线的优点
缝隙螺旋天线拥有以下优点：
· 近乎理想的圆偏振辐射
· 宽带频率响应
· 辐射方向图和阻抗能够在大带宽范围内保持不变
此外，缝隙螺旋天线设计易共形，可安装在各种物体上。这对于国防等工业是一个实用特征，安装在军用车辆和飞机的缝隙螺旋天线可以发挥通信和监视功能。
螺旋天线实例。图片由Bin im Garten 拍摄，已获CC BY-SA 3.0 授权，通过Wikimedia Commons共享。
螺旋天线有很多种，最常见的是阿基米德螺旋天线。在本文，我们将讨论利用COMSOL Multiphysics® 软件及其附加的“RF 模块”对此类天线进行模拟。
借助COMSOL Multiphysics® 评估缝隙螺旋天线的设计
作为第一步，我们将讨论如何绘制由两条阿基米德螺旋线状狭缝构成的缝隙螺旋天线的几何。我们采用参数化曲线，在单面的金属基底上制作出一个螺旋图案。参数化曲线使得我们能够利用数学公式绘制任意形状的曲线。基底是一个完美电导体（perfect electric conductor，简称PEC），具有很高的导电性，表面的损耗可忽略不计。螺旋狭缝的中心是集总端口，作用是激励天线。
缝隙螺旋天线的几何结构（上图）和网格（下图）
天线和基底被空气区域和完美匹配层（perfectly matched layer，简称PML）包围，PML 为上图灰色部分。右图的物理场控制的网格由软件默认生成。根据频域 研究步骤定义的最大频率，最大的网格尺寸被设为0.2 波长。网格还会通过一些材料属性进行自动缩放，比如介电基底内部的介电常数和磁导率。PML 层采用扫掠网格，沿着径向包含5个网格单元。
