HFSS构建天线对称阵子

1、基础
（1）建立模型
点击Draw按钮,进入三维建模器(3D Solid Modeler)。在绘图过程中,用Grid Plane改变绘制平面 :用Measure进行距离计算。用ctrl + D可对图像进行适合屏幕大小的显示。可以直接用测度进行距离计算.用ctrl+D可对图像进行适合屏幕大小的显示.

(2)材料定义(安装材料)
在Objects单位上点击弹出Properties 菜单，将所画模型中的Objects定义为介质(空气是介电常数为1的介质)、金属和电阻等。在此模型中选择ring，pin的材料设为copper。
Air默认选取材料为vacuum。
（4）、激励方式（Excitations）
点击Excitations 选择激励端口：Wave port

模式驱动(Driven)------计算以模式为基础的S参数.根据波导模式的入射和反射功率表示S参数矩阵的解,波导,天线等用这个模式多.
终端驱动(Driven Terminal)------计算以终端为基础的多导体传输线端口的S参数。此时,根据传输线终端的电压和电流表示S参数矩阵的解----微带类用这个比较多!
本征模(Eignemode)-----计算某一结构的本征模式或谐振.本征模解算器可以求出该结构的谐振频率以及这些谐振频率下的场模式!

2、天线参数
半波对称振子天线仿真参数
(1)中心频率=0.55GHz
(2)波长=545mm
(3)天线长度272.5mm
(4)辐射电阻=199.20

1in=25.4mm 故天线半臂长度272.5/2=136.25mm=5,4in

(5)同轴馈电

对称振子的两臂不仅在结构上要求对称，在电气上也要求对称。所谓电气对称即要求两臂电流呈对称分布(幅度相等，指向相同)。天线上的电流由馈线提供(称为馈电)，因而要求为对称振子馈电的馈线两输出端上的电流要等幅反相。在短波和米波波段可用平行双线馈电，此时，由于双线本身是对称的，因此直接接在对称振子的输人端即可保证对称馈电。在分米波和厘米波波段需用同轴线馈电，由于同轴线本身结构不对称，因此如将其内、外导体直接与对称振子的输人端相接，则得不到两臂对称的电流分布。如图2.9 所示，此时同轴线外导体外侧有分流，从而有:1m=12m=Ism +14m≠Ism，即对称振子两臂电流幅度不等。下面介绍几种同轴线对称馈电方法。

copper:铜
3、步骤
1）新建 —save as。
2)设置求解类型:选择Driven Modal; HFSS>solution type
(模式驱动(Driven mode)------计算以模式为基础的S参数.根据波导模式的入射和反射功率表示S参数矩阵的解!----个人认为波导,天线等用这个模式多!(不是绝对)
终端驱动(Driven Terminal)------计算以终端为基础的多导体传输线端口的S参数.此时,根据传输线终端的电压和电流表示S参数矩阵的解!----微带类用这个比较多!
本征模(Eignemode)-----计算某一结构的本征模式或谐振.本征模解算器可以求出该结构的谐振频率以及这些谐振频率下的场模式!)
3)设置模型单位：单位，设为英寸(in)； moluder >units
4)设置默认材料为真空(vacum); HFSS>boundaries->edit global material enviromnment
5)创建对称振子天线模型;

(1)创建ring_ 1。
(a)在菜单栏中点击Draw>Cylinder，创建圆柱模型。
(b)在坐标输入栏中输入圆柱中心点的坐标:X: 0.0， Y: 0.0，Z: 0.0,按回车键结束输入。
©在坐标输入栏中输入圆柱半径dx :0.31,dY :0,dZ :0按回车键结束输入。
(d)在坐标输入栏中输入圆柱的高度: dX: 0.0， dY: 0.0，dZ: 5.0，按回车键;结束输入。
(e)在特性(Property) 窗口中选择Attribute 标签，将该圆柱的名字修改为ring-inner.
(f)利用快捷键Ctrl+D,将模型显示调整至合适大小。ring_ inner 的横截面如图

(g)在菜单栏中点击Draw>Cylinder.
(h)在坐标输入栏中输入圆柱中心点的坐标:X: 0.0， Y: 0.0, Z: 0.0,按回车键结束输入。
(i)在坐标输入栏中输入圆柱半径: dX: 0.37, dY: 0.0，dZ: 0.0，按回车键结
束输入。
(j)在坐标输入栏中输入圆柱的高度: dX: 0.0, dY: 0.0, dZ: 5.0 按回车键结束。
(k)在特性( Property)窗口中选择Attribute标签,将该圆柱的名字修改为ring_1,
(I)用ring_ 1将ring. inner 减去，使之成为-一个圆环柱体。在菜单栏中点击
Edit>Select>By Name，在弹出的窗口中利用Ctrl键选择ring-1和ring-inner.
(m)在菜单栏中点击3DModeler>Boolean >Subtract,在Sub-tract窗口中做如下
(M)在菜单栏中点击3DModeler>布尔>减法，在子域窗口中做如下
设置:
Blank Parts: ring-l
Tool Parts: ring-inner
Clone tool objects before subtract复选框不选，点击OK按钮结束设置。相减之后的图形如下

（2）创建ring-2

(a)在3D窗口中用鼠标左键点击选中ring-1, 或者利用快捷键Ctrl+A 选中
ring-1。

(b)在菜单栏中点击Edit>Copy.
©在菜单栏中点击Edit>Paste。
(d)如图3.7所示，在3D模型的操作历史树中将ring-2模型展开，用鼠标左键
双击Create Cylinder, 在弹出的特性窗口中将半径改为0.5in; 用鼠标左键双击
ring-inner1的Create Cylinder, 在弹出的特性窗口中将半径改为0.435in，如下图
结果

(3)创建Arm-1。
(a)在菜单栏中点击Draw>Box或者在工具栏中点击按钮，创建长方体模型。
(b)在右下角中的坐标输入栏中输入长方体的起始点位置坐标: X: -0.1, Y:
-0.31，Z: 5.0，按回车键结束输入。输入各坐标值时，可用Tab键来切换。
(©输入长方体的X、Y、Z三个方向尺寸: dX: 0.2, dY: -4.69, dZ: -0.065,按回车键结束输入。
(d)在特性(Property) 窗口中选择Attribute 标签，将该长方体的名字修改为arm1

(e)在3D模型窗口中将3D模型以合适的大小显示(可以用Ctrl+D来操作), .

(4)将已建立的模型组合起来。将建立好的ring-1、ring-2 及Arm-1组合成为一个模型。
(a)利用快捷键Ctrl+A将模型全部选中。
(b)在菜单栏中点击Modeler>Boolean>Unit。

(5)创建Center pin，即同轴线的内导体，半径为0.1，高度为5.1。
(a)在菜单栏中点击Draw>Cylinder.
(b)在坐标输入栏中输入圆柱中心点的坐标: X: 0.0， Y: 0.0， Z: 0.0，按回车键结束输入.
©在坐标输入栏中输入圆柱半径: dX: 0.1， dY: 0.0， dZ: 0.0，按回车键结束输入。
(d)在坐标输入栏中输入圆柱的高度: dX: 0.0， dY: 0.0， dZ: 5.1 按回车键
结束输入.
(e)在特性(Property) 窗口中选择Attribute 标签，将该圆柱的名字修改为center-1。

(f)点击OK结束，结果如图
(6)创建半波对称振子的另- -臂am-2。
(a)在菜单栏中点击Draw>Box或者在工具栏中点击按钮。
(b)在右下角中的坐标输入栏中输入长方体的起始点位置坐标: X: -0.1， Y:0.0，Z: 5.1，按回车键结束输入。输入各坐标时，可用Tab键来切换。
©输入长方体的X、Y、Z三个方向尺寸: dX: 0.2， dY: 5.0， dZ: -0.065 ;按回车键结束输入。.
(d)在特性( Property)窗口中选择Attribute 标签，将该长方体的名字修改为arm-2。
(b)在坐标输入栏中输入圆柱中心点的坐标: X: 0.0， Y: 0.0， Z: 0.0，按回车键结束输入.
©在坐标输入栏中输入圆柱半径: dX: 0.1， dY: 0.0， dZ: 0.0，按回车键结束输入.
(d)在坐标输入栏中输入圆柱的高度: dX: 0.0， dY: 0.0， dZ: 5.1 按回车键结束输入.

(e)ctrl+D调整模型合适角度。

(7)创建Grounding pin。
(a)在菜单栏中点击Draw>Cylinder。
(b)在坐标输入栏中输入圆柱中心点的坐标: X: 0.0， Y: 1.0， Z: 0.0按回车键结束输入。
©在坐标输入栏中输入圆柱半径: dX: 0.0625， dY: 0.0， dZ: 0.0，按回车键结束输入.
(d)在坐标输入栏中输入圆柱的高度: dX: 0.0， dY: 0.0， dZ: 5.1 按回车键结束输入.
(e)在特性(Property) 窗口中选择Attribute标签，将该圆柱的名字修改为pin。

(8)将已建立的模型组合起来。
(a)在菜单栏中点击Edit>Select>By Name。
(b)利用Ctrl键选中arm-2，center-1, pin。.

©点击OK按钮。
(d)在菜单栏中点击Modeler>Boolean>Unit，如图下图所示，这时对称振子的模型已全部建好.

4、.创建波端口
同轴线采用波端口激励，首先要创建波端口面，并将其设置为波端口。
(1)创建端口圆面模型。
(a)在菜单栏中点击Draw>Circle。
(b)在坐标输入栏中输入圆心点的坐标: X: 0.0， Y: 0.0， Z: 0.0，按回车键结束输入.
©在坐标输入栏中输入圆半径: dX: 0.31， dY: 0.0， dZ: 0.0按回车键结束输入.
(d)在特性(Property)窗口中选择Attribute标签，将名字修改为p1。
(e)点击OK按钮完成创建，如图所示结束输入.

(2)设置波端口。
(a)在菜单栏中点击HFSS>Excitations> Assign>Wave Port。
(b)在Wave Port窗口的General标签中，将该端口命名为pl。
©在Modes标签中设置积分线，在Integration Line中点击None,

选择New Line,在坐标栏中输入: X: 0.31, Y: 0.0， Z: 0.0， dX: -0.21， dY: 0.0， dZ: 0.0。
(d)点击Next直到结束。

5、.创建辐射边界.
辐射边界条件在HFSS中通常用来设置开放模型，辐射边界必须放在辐射表面的四分之一波长外。
(1)设置默认材料。
在工具栏中设置模型的默认材料为真空(vacum)。
材料AIr是真空其余为铜，如下图所示

(2)创建Air。
(a)在菜单栏中点击Draw>Box。
(b)在右下角的坐标输入栏中输入长方体的起始点位置坐标: X: -5.0, Y: -10.0,Z: 0.0 按回车键结束输入。输入各坐标时，可用Tab键来切换。
©输入长方体X、Y、Z三个方向的尺寸: dX: 10.0， dY: 20.0， dZ: 12.0按回车键结束输入。
(d)在特性(Property) 窗口中选择Attribute 标签，将该长方体的名字修改为Air.。
(e)点击OK按钮。
(f)在3D模型窗口中将3D模型以合适的大小显示(可以用Ctrl+D来操作)。

(3)设置辐射边界。
(a)在菜单栏中点击Edit>Select>By Name。
(b)在对话框中选择Air，点击OK按钮。
©在菜单栏中点击HFSS>Boundaries> assign>Radiation。
(d)在辐射边界窗口中，将辐射边界命名为Radl，点击OK按钮

6、创建地板
我们将Air的下底面设置为金属边界。由于在辐射边界的操作中已经将Air的各个面设置为辐射边界，因此这里设置的地板将辐射边界修改为金属边界，而保持Air其他各面的边界条件不变。
(1)在菜单栏中点击Edit>Select>Faces.
(2)选择Air中z=0的下底面。
(3)在菜单栏中点击HFSS>Boundaries>assign >Finite Conductivity
(4)在有限导体边界窗口中做如下设置将名字修改为: gnd-plane, 选中Use Material, 在材料库中选择copper,选中
Infinite Ground Plane点击OK按钮。

7、辐射场角度设置
(1)为了绘制天线的远场方向图和增益，首先必须设置空间中计算远场的角度。在菜单栏中点击HFSS>Radiation>Insert Far Field Setup>Infinite Sphere。
(2)在辐射远场对话框中做如下设置: .
(a) 在Infinite Sphere标签中:Name: f-2dPhi: (Start: 0, Stop: 90，Step Size: 90)Theta: (Start: -180， Stop: 180， Step Size: 2)
(b)点击OK

8、求解设置
为该问题设置求解频率及扫频范围。
(1)设置求解频率。
(a)在菜单栏中点击HFSS>Analysis Setup> Add Solution Setup。
(b)在求解设置窗口中做以下设置:Solution Frequency: 0.55GHz Maximum Number of Passes: 10
Maximum Delta per Pass: 0.02
©点击OK按钮。

(2)设置扫频。
(a) 在菜单栏中点击HFSS>Analysis Setup> Add Sweep。
(b)选择Setup1，点击OK按钮。
©在扫频设置窗口中做以下设置:
Sweep Type: Fast
Frequency Setup Type: Linear Count
Start: 0.35GHz
Stop: 0.75GHz
count :401
（d）将save field 复选框选中按下OK，，这一步是将扫频中的每一频点的场都保存下来

9、.保存工程
在菜单栏中点击File>Save As, 在弹出的窗口中将该工程命名为HFSS dipole,
并选择路径保存。
10、.模型验证
黄色三角形感叹号是警告标志。意思是辐射边界和无限大地平面有重叠。回顾一下前面设置边界的过程:首先设置的是辐射边界，然后设置的是无线大地平面时，选择的是空气腔，空气腔的六个面都是辐射边界;设置无线大地平面时，选择的是空气腔Z=0的平面。这样，空气腔Z =0的面就设置了两种边界

11、.后处理操作
(1) S参数(反射系数)。
(a)绘制该问题的反射系数曲线，该问题为单端口问题，因此反射系数是S11。
(b)在Trace窗口中做以下设置:
Solution:Setup1:Sweep1
Domain:Sweep

得到回波损耗如下图所示。

HFSS构建天线对称阵子相关推荐

基于HFSS的天线设计流程
原文地址::http://wenku.baidu.com/link?url=qWH1jcfdG7hbQulwwcAZjM41Aya_j1si9XQTL0UIAC0Rqhk_yn_69ruxV5fYRy ...
天线开路短路检测原理_为什么有好多天线的阵子都是短路结构的？
为什么有好多天线的阵子都是短路结构的?请高手指教中间电位为零,短不短路无影响! 地也是天线的一部分. 短路点的电流几乎为0了,所以对于辐射来说短路与否没影响,但对于振子的阻抗来说短路开路是有很大区别 ...
PCB天线设计之 HFSS 导出天线文件, Altium 中天线封装及天线layout教程
1. 前言: 随着无线通信的发展,以及集成电路技术的发展提升.各种无线通信设备越来越多,WiFi.蓝牙等无线设备随处可见.无线设备中的通信关键器件-天线也越来越重要.对于一些无线电子产品,板载PCB ...
半波对称振子方向图_对称振子阵列天线.ppt
对称振子阵列天线对称振子对称振子的电流分布对称振子的方向图分析对称振子天线的方向图(E面)可以看出: 形成不同方向性的主要因素: 辐射电阻: (归于波腹电流Im的辐射电阻) 辐射阻抗方向系数 ...
hfss史密斯图_教你如何在天线设计上使用HFSS仿真软件？
HFSS作为业界第一个商业化的三维全波任意结构电磁场仿真工具,可以为天线及其系统设计提供全面的仿真功能:包括设计.优化及天线的性能评估.HFSS能够精确仿真计算天线的各种电性能,包括二维.三维远场/近 ...
HFSS微带阵列天线仿真
HFSS微带阵列天线仿真软件版本 HFSS 15 参考 <阵列天线分析与综合> HFSS仿真天线阵 HFSS阵列天线仿真摘要本文使用hfss15仿真微带阵列,阐述了不同的方法.方法一 ...
HFSS仿真宝典 | 阵列天线的波束扫描
目录前言 1. 阵列天线的波束扫描 2. HFSS阵列天线模型 3. 仿真求解设置技巧 4. 波束扫描方法一:变量扫参 5. 波束扫描方法二:自定义权值表关注"电磁学社",让电 ...
rtklib 天线相位中心_(原文链接错，重发)用于WiMAX和WLAN的紧凑型共面波导馈电双频线极化和圆极化单极天线（原载于微波杂志19年7/8月号）...
点击上方actMWJC关注<微波杂志> Compact CPW-Fed Dual-Band Linearly and Circularly Polarized Monopole Anten ...
半波对称振子方向图_HFSS：对称振子天线的方向图，为什么不对称？
现上传源文件,及两个图片, 我只看了远场增益图,发现明显的不对称,按理说:结构建模对称的话,增益图也应该是对称的啊! 天线知识不多,望高人指点指点! 附加一句:点频3G的话,近似于半波对称阵子,远场增 ...

HFSS构建天线对称阵子

HFSS构建天线对称阵子相关推荐

最新文章

热门文章