资源描述
基于 HFSS 矩形微带贴片天线的仿真设计 实验目的:运用HFSS的仿真能力对矩形微带天线进行仿真 实验内容:矩形微带天线仿真:工作频率7.55GHz天线结构尺寸如表所示:名称起点尺寸类型材料 Sub0,0,028.1,32,-0.79BoxRogers 5880 (tm) GND0,0,-0.7928.1,32,-0.05BoxpecPatch7.03 , 8 , 012.45 , 16, 0.05BoxpecMSLine10.13,0,-0.792.49 , 8 , 0.05BoxpecPort10.13,0,-0.792.49 ,0, 0.89RectangleAir -5,-5,-5.7938.1 , 42, 10.79BoxVacumn1、 新建文件、重命名、保存、环境设置。(1)、菜单栏Filesave as,输入Antenna,点击保存。 (2). 设置激励终端求解方式:菜单栏HFSSSolution typeDriven Termin ,点击OK。 (3)、设置模型单位:3D ModelerUnits选择mm ,点击OK。 (4)、菜单栏ToolsOptionsModeler Options,勾选”Edit properties of new pri”, 点击OK。二、 建立微带天线模型 (1)点击 创建GND,起始点:x:0,y:0,z:-0.79,dx:28.1,dy:32,dz:-0.05 修改名称为GND, 修改材料属性为 pec, (2) 介质基片:点击 ,:x:0,y:0,z:0。dx: 28.1,dy: 32,dz: - 0.794, 修改名称为Sub,修改材料属性为Rogers RT/Duriod 5880,修改颜色为绿色 ,透明度0.4。点击OK (3) 建立天线模型patch,点击,x:7.03,y: 8, z:0 ,dx: 12.45,dy: 16,dz: 0.05命名为patch,点击OK。(4) 建立天线模型微带线MSLine点击,x:10.13,y: 0, ,z: 0 , dx:2.46,dy: 8,dz: 0.05,命名为MSLine, 材料pec, 透明度0.4选中Patch和MSLine,点击ModelerBooleanUnite(5)、建立端口。创建供设置端口用的矩形,该矩形连接馈线与地 。 ModelerGrid PlaneXZ,或者 设置点击 ,创建Port。命名为port 双击Port下方CreatRectangle输入:起始点:x: 10.13,y: 0,z:- 0.84,尺寸: dx:2.46,dy: 0,dz: 0.89(6) 、创建Air。点击,x:-5,y:-5,z:-5.79, dx:38.1, dy:42, dz:10.79修改名字为Air,透明度0.8., 三、 设置边界条件和端口激励。 (1) 设置理想金属边界:选择GND,右击Assign BoundariesPerfect E将理想边界命名为:PerfE_GND,点击OK。 (2)、设置边界条件:选择Port,点击Assign BoundariesPerfect E在对话框中将其命名为PerfE_Patch ,点击OK。(3)、设置激励。选中port,右击。Assign ExcitationsLumped Port将端口命名为Port1,勾选GND。点击OK。(4) 、设置辐射边界。选中Air,右击Assign BoundariesRadiation,命名为Rad1,点击OK。4、 求解设置 ,设置求解频率。(1) 、求解设置右击Analysis Add Solution Setupl Solution Frequency: 7.55GHz,Maximum Number of Passes: 15,Maximum Delta S per Pass: 0.02 ,点击确定。(2) 、设置求解频率右击Setup1,Add Frequency Sweep选择Setup1,Sweep Type: Fast, Frequency Setup Type: Linear Count,Start:6GHz,Stop:9GHz,step size: 0.01,选中Save Field复选框 ,点击OK。 (3)、设置无限大球面。右击RadiationInsert Far Field SetupInfinite Sphere Phi: Start: 0deg,Stop: 360deg,Step: 10deg Theta: Start: 0deg,Stop: 180deg,Step: 10deg5、 设计检查与分析。点击,点击Close。右击AnalyseAnalye All。进程框信息管理框,显示结果。 六、 后处理操作 l(1)、 S参数右击ResultCreate Terminal solution data Reportrectangle PlotReport Type: Modal S Parameters;Display Type: Rectangle,在Trace窗口中设置,Solution: Setup1: Sweep1,Domain: Sweep,点击Y标签,Category: S parameter,Quantity: S(p1,p1),Function: dB.点击New Report.(2) 、Smith 圆图右击ResultCreate Terminal solution data ReportSmith chart如下图选择点击New Report. (3)、平面方向图右击Radiation insert Far Field SetupInfinite sphere.如下设置右击resultcreated far fileds reportradiation pattern如图设置分别选择XOY,Gain,GainTotal,dB.点击New Report.(4)、3D远场增益方向图。右击ResultsCreate Far Fields ReportRadiation Pattern.在Trace窗口中设置:Solution: Setup1: LastAdptive,在Sweeps标签中,在Name中点击变量Phi,在下拉菜单中选择Theta,Category: Gain;Quantity: Gain Total;Function: dB.点击New Report. (5)、其他参数右击RadiationInfinite spherecomputer antenna parameters设置如下点击确定结果分析:S参数的结果与理论结果基本一致,中心频率在7.55左右,参数还能优化。 2D辐射远场则从360度范围内反映了实验天线在各个方向的辐射强度- 18 -
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