1、太原理工現(xiàn)代科技學(xué)院太原理工大學(xué)現(xiàn)代科技學(xué)院微波技術(shù)與天線課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：微帶天線仿真設(shè)計(jì)（5）專業(yè)班級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 指導(dǎo)老師專業(yè)班級(jí)_學(xué)號(hào)姓名成績(jī)?cè)O(shè)計(jì)題目：微帶天線仿真設(shè)計(jì)（5）一、設(shè)計(jì)目的：通過(guò)仿真了解微帶天線設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)原理：.一_1-微贊天線的結(jié)構(gòu)_._ ._.微帶天線是由二塊厚度遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)的介質(zhì)板（成為介質(zhì)基舊和（用印刷電路或微波集一 成技術(shù)）覆蓋在他的兩面上的金屬片構(gòu)成的，其中完全覆蓋介質(zhì)板一片稱為接觸板，而尺 寸可以和波長(zhǎng)想比擬的另.二片稱為輻射元_ 1 - - _ _x .- - - I- V微帶天線的饋電方式分為兩種，如圖所示。一種是側(cè)面饋電，也就是饋電網(wǎng)絡(luò)與輻射元刻

2、制在同一表面；另一種是底饋，就是以同軸線的外導(dǎo)體直接與接地板相連，內(nèi)導(dǎo)體穿過(guò)接 地板和介質(zhì)基此與輻射元相接.。一I約廠仃冰71工(一 山微帶天線的饋電（a）側(cè)饋（b）底饋2、微帶天線的軌射原理.川傳輸線模分析法介.紹矩形微:天線的輻射原理矩形貼片天線如圖；一.一設(shè)輻射元的K為3一覽為旦，介質(zhì)基片的厚度為h.i輻射元二介質(zhì)基片和接地板視 為一段長(zhǎng)為L(zhǎng)的微帶傳輸線，在傳輸線的兩端斷開形成開路，根據(jù)微帶傳輸線的理論，由 于基片厚度hInsert HFSS Dessign 建立一個(gè)新的工程。2二設(shè)置求解婁型(1)在菜單欄中點(diǎn)擊 HFSSSolution Type(2)在彈出的 Solution Typ

3、e窗口中(a) 選擇 Driven Modal。.一一3點(diǎn)擊一OK按鈕j. . 3設(shè)置模型單位將創(chuàng)建模型中的單位設(shè)置為一毫米9(1)在菜單欄中點(diǎn)擊 3D ModelerUnits。一一設(shè)置模型單位:_ . . .一.(_a)_在設(shè)置單一位窗一口兒選擇;mm& _._ .一(切_點(diǎn)擊_OK按鈕_。_ _._ . 4-創(chuàng)建微5 _線出. . (_1) 一創(chuàng)建地板一GroundPlanes在菜單一欄里點(diǎn)擊DrawRectangle創(chuàng)建矩也模！SL。在坐標(biāo)輸. 入欄更輸起始點(diǎn)的坐標(biāo);X：-45. .Y-43N;-Q按回車鍵.9在坐標(biāo)輸欄更輸入長(zhǎng)一寬二. dX-.90,.dY：.9O., 一 dZ；-。

4、接回左鍵總在特性Property)窗口里選擇Attribute 一標(biāo)簽，將該一名一 寶修改.為.一 .GroundPlane?(一2) 一為一GroundPlane設(shè)置理想金屬邊界。一在菜單欄里點(diǎn)擊一-EditSelectBy _ Name在對(duì)話一 框一中.選擇GroundPJane一點(diǎn)擊一 OK確認(rèn)a -在菜單欄中一點(diǎn)擊HESSBoundariesAssignPefct E 在理想邊界設(shè)置窗口史“將理想邊界笳名為 PefE_GroundL點(diǎn)擊一 OK一確吐吐在一 3D模型窗口一 中將3D模型以合適的大小顯示(可以用 Ctrl+D來(lái)操作)。一建立介質(zhì)基后2在菜單欄由點(diǎn)擊-QrawBox或者在工

5、具欄史點(diǎn)一擊按鈕一的創(chuàng)建長(zhǎng)方. 體模型a.左石下角的坐標(biāo)輸欄力輸長(zhǎng)方便的起始點(diǎn)位置坐標(biāo)； X：二22五Y二22.5_Z;.0?按回至鍵結(jié)束輸入。輸入各一坐標(biāo)時(shí)一也川一Tab鍵來(lái)切換一。一4U入長(zhǎng)方體_X_jY_乙三個(gè)方. 向的尺寸：dX: 45, dY: 45, dZ: 5接回車鍵結(jié)束輸入。在特性(Property)窗口中選擇 Attribute 標(biāo)簽，將該名字修改為 Substrata 點(diǎn)擊 Material選項(xiàng)后面的按鈕2 將材料設(shè)置為 Rogers R04003。點(diǎn)擊 Color后面的 Edit按鈕，將顏色設(shè)置為綠色，點(diǎn)擊OK確認(rèn)。(4)建立貼片Patch。在介質(zhì)基片上創(chuàng)建貼片天線。在菜

6、單欄中點(diǎn)擊DrawRectangle創(chuàng)建矩形模型。在坐標(biāo)輸入欄中輸入起始點(diǎn)的坐標(biāo)：X: -16, Y: -16, Z: 5接回車鍵。在坐標(biāo)輸入欄中輸入長(zhǎng)、寬：dX: 32, dY: 32, dZ: 0接回車鍵。在特性(Property)窗口中選擇 Attribute-標(biāo)簽力一將1該名上修改為一Patch-點(diǎn)擊一Corlor后面的Edit按鈕一將顏色設(shè)置為黃色一). 點(diǎn)擊OK確認(rèn)。(5) 為 Patch設(shè)置理想金屬邊界。在菜單欄中點(diǎn)擊 EditSelectBy Name。在對(duì)話框中選擇 Patch, 點(diǎn)擊 OK 確認(rèn)。在菜單欄中點(diǎn)擊 HFSSBoundariesAssignPefect E 在理

7、想邊界設(shè) 置窗口中，將理想邊界命名為 PefE Patch,點(diǎn)擊OK確認(rèn)。(6)創(chuàng)建探針Pin。在菜單欄中點(diǎn)擊 DrawCylinder。在坐標(biāo)輸入欄中輸入圓柱中心點(diǎn)的坐標(biāo)：X: 0, Y: -8, Z: 0接回車。在坐標(biāo)輸入欄中輸入圓柱半徑： dX: 0, dY: 0.5, dZ: 0 按回韭鍵二在坐標(biāo)欄中輸一圓柱的高度;一 dX，9dY.;一0，一92;一5一;一按回至鍵結(jié)束輸入二在一 特性(Porperty)窗口中選擇Attributr標(biāo)簽：將該圓柱的名字修改為 Pin。點(diǎn)擊Material后面 的一按鈕以將材料設(shè)置為pe嗔一利用快捷鍵一CtrL+D一將:模型調(diào)整至合適大小9 . 一(-

8、7)一創(chuàng)建端口血PorL-在菜單鍵中點(diǎn)擊DrawCircle2一在坐標(biāo)輸入欄史輸圓心一點(diǎn)的坐標(biāo);一一 X_;_QiY二8 一 Z: 一0一按回至鍵旦一 一在坐標(biāo)書ILA欄輸入半徑二dX:0一,一工丫一:一1.5/2:一一0一按回生. 鍵9在一特性一(一Property窗口 史選擇Attribute 一標(biāo)簽.一將名字修改為一Port? . (8) 用 GroundPlane 將 Port減去。在菜單欄中點(diǎn)擊 EidtSelectBy Name,在彈出的窗口中 利用 Ctrl 鍵選擇 GroundPlane和 Port。在菜單欄中點(diǎn)擊 3D ModelerBoolean Subtract，在 Su

9、btract 窗口一中一做.以上設(shè)置:Blank. .Parts;. -GroundPlane; 一TooL Parts:Port;一選Clone toolobjects . before. subtract 復(fù)選框 d. 一點(diǎn)擊.OK 一按鈕結(jié)束 ffiiL5,創(chuàng)建輻身也一界 . . 創(chuàng) 建.一Air, 一一在菜單欄史.點(diǎn)擊一DrawBox,倉(cāng)”建長(zhǎng)左體樓四1。一在右下值的坐標(biāo)輸入欄生輸入. 長(zhǎng)方便的起始點(diǎn)位置坐標(biāo)；一X二-8Q,Y;=8Q”Z:-35按回至鍵結(jié)束輸.總輸入長(zhǎng)方休的一尺寸：dX： 160, dY: 160, dZ: 70接回車鍵。在特性（Property）窗口中選擇 Attr

10、ibute標(biāo) 簽，將長(zhǎng)方體白名字修改為 Air。在菜單欄中點(diǎn)擊 EditSelectBy Name。在對(duì)話框中選擇 Air,點(diǎn)擊OK確認(rèn)。在菜單欄中點(diǎn)擊 HFSSBoundariesRadiation在輻射邊界窗口中，將 輻射邊界命名為 Rad1,點(diǎn)擊OK按鈕。6、設(shè)置端口激勵(lì)在菜單欄中,點(diǎn)擊 EditSelectBy Name,選中 Port,在菜單 HFSSExdtationAssignLumped Porto 在 LumpedPort窗口的 General標(biāo)簽中，將該端口命名為 p1,點(diǎn)擊 Next。在 Modes 標(biāo)簽中的Integration line zhong點(diǎn)擊 None, 選

11、擇 New Line, 在坐標(biāo)欄中輸入： X： 0, Y： 9.5,Z: 0; dX: 0, dY: -1, dZ: 0。按回車鍵，點(diǎn)擊 Next按鈕直至結(jié)束。總透視結(jié)構(gòu)圖1 , 接地板 GroundPlane;90 mm*90mm 2 , 介質(zhì)基莊一 Substrate:45m_m*45mm*5mm_，一材料一Rogers -R04QQ33則占片去線一 Patch:32mm*32mm.4 .探針一 Pin一斐徑 一0.5mm* 高 一5mm,材 料_ Pea5 .端口畫 Eort 一坐徑一 1,5i最 后用一 GroundPlane # .Port 減_去津6 .空豆框. Air_16Qmm

12、*160mm*7Qmm, 一將輒射邊一界命名為JRadL7,饋電點(diǎn)fiLPoich空心一 8mm一處7、求解設(shè)置 n( ( ib a : m n n ) ta n ( : an ib ib 1) (naiBBiHiBnMtBnn (mbiii為該問(wèn)題設(shè)置求解頻率及掃頻范圍(a) 設(shè)置求解頻率。在菜單欄中點(diǎn)擊HFSSAnalysis SetupAdd Solution Setup。在求解設(shè)置窗口中做以下設(shè)置：Solution Frequency : 2.45GHz； Maximun Number of Passes 15;Maximun Delta S per Pass : 0.02。點(diǎn)擊 OK

13、 結(jié)束。(b) 設(shè)置掃頻。在菜單欄中點(diǎn)擊HFSSAnalysis SetupAdd Sweep。選擇 Setup1、點(diǎn)擊OK 一確一認(rèn)q一在掃頻窗 口中4以上設(shè)置;Sweep _ Type Fast;. Frequency. Setup _Type Linear Count;Start. :2.0GJHz; 一 Stop:3,0GHz-Count:400-將一 Save-Field 復(fù)選框選中一點(diǎn)一擊一OK 一確認(rèn)葭一8-設(shè)置無(wú)Efcfc球面_ . . 在菜單欄中,點(diǎn)擊 HFSSRadiationInsert Far Field SetupInfinite Sphere 在 Infinite

14、Sphere 標(biāo) 簽中做以下設(shè)置：Phi: Start: 0 deg, Stop： 180deg、 Step： 90 deg; Theta： Start: 0 deg, Stop： 360 deg, Step： 10 deg 點(diǎn)擊 OK 確認(rèn)。9確認(rèn)設(shè)讓10.、保存工程、ra . = 在菜單欄中點(diǎn)擊 FileSave As在彈出的窗口中將工程命名為hfss Patch并選擇保存路徑。1L )1 在菜單欄點(diǎn)擊HFSSAnalyz%五.、.仿真圖與分析1.完整的統(tǒng)構(gòu)透視圖(-1)實(shí)驗(yàn)圖一(原)(2)一改變數(shù)據(jù)五的一圖2.端口激勵(lì)設(shè)置圖 hfss_patchl - HFSSDesign2 - 3D

15、lodeler-口 Sheets& Objects4 9 p代1+ 0即空仃-胃 vaeuwi* A? Mro ( j k Coordinate +晝Flan比 王格Lists臺(tái) Zj grot- patc:-口 Perfect- Lwped* O porl3.反射系數(shù)24 Jun 2013Ansoft Coiiqporation XY Pilot 1 HFSSfni*Kiiri3s=_dicnsti.OO-in.nnFreq GHz-12-00-2.nn20 Jun 201317:11:37An soft Cerpci rationJtY PIm1HFSSDign2-12.M6g-10.00

16、2.00XY2 3JD3GH1 -13J6JX1= 2.35GHzX2= 2.39GHz|T|1=-9.91Y2=-0.992.OT2.SDFreq GHzJ3.00一分析，反射系數(shù)沒(méi)有多大改變一帶寬為24-2.35=Q5GHZ4、3D(原)tiBCGainlotal)7. H799C.+0002Z5S6+000 9717西+000 1755c-001 53566+000 7907e+009 0HHSe+00 2989e+000 Q553e+001 28076+001 50616+001 7315e+001 9E89e+el 1824e+001 407Se+001 6332e+l S5S66+

17、001(2) 改變后52066+0 lBBEeCO 85fi6c*e 2HSSe-061 a075e+CCD嶺TlGe機(jī)自 303Ee*eGE3 lL96e-Qi 馴E恥極立9132e+ffll 日H后1ie心:！ 2 7蜘 1 SL29e-KJ61 THBOeGl 9?92e+l5. . Data table一O(原)Thta dt(辿6inTutl： dbFhi=tJdet Frq-Z 45GHM Setopl LastAdaptiTedB(G*inTatil) dbFhi=90d%略 Frsq=Z 45GHz Setl ： LastAdaptiredBCGNnTMtl) dbj Phi=

18、180dfl Freq=2. 45GHx Setupl : Last Adaptive10.0000007.4798947 4798947.4T98942ID. 00M007.25T696T. 1834557.276933320.00M006.6170(296 47621S6.6523571130.00M005.S733O35.412971S.620251需40 OODOOD4 148764 0794S24.20393150 0000002.3T1T922 5619412. 43402TJ60 0000000.277B571 ID43T100. 34T127870 000000-2.08371

19、8-0 424985-2 010401980.000000-4.628625-1.743740-4.563044Wl90.000000-7.185flf76-2.884301-7.153167V100.000000-9.435T1S-3.0890684T1099O11000M00-1L041533-4.87933STL 1 期 362* 3000。12.029320-6.05:Fhi=M& Fng, 45OMwSrtiiip-1 -韭障3金1仙口LdlbFtuGQd匾屏 Frt4=2 4SGMeFM = jQk& Fre4=2 45GHsS*七寸1 : LaslAdvtfeTc1QEQOQg7

20、 530&43T*l卻 37 與206432lO.DOODOO7. 302BT07. 393870工之9刨443啻立Qggg6 656576B. 855096. 64劃】i30. DOODOO5. 60415595.8050*435.513119g40L -0000004 3774264i.S63933%. 116398650. DOODOO2. 4O8&332.946212. 3D96B5T60. 0000000 336 3261.106070Q. 1弓次30TO. DOODOO-1 967045-0.804235-2. iflT3129SO. -000000T 4T406T-2.97167

21、3T. 753754IDd. nooooo-6. 9460-39-5.148960-T. 343 i11100.000000-9. LlOlSl-7. 4M5日5-fl.604741211D. 00000070 6S2544-10.239972m&4BT1E0.000000-11.11163-13.932017-12.Z3ZS01413D.oooooa-12. HI73a2-SO. 115141212.912114IS140. OOOOOO-13. TH 67J-E0.T01S51-13.T72S051615D. 0000X1工14 051805-19.529529-14. 4B虹用口IT16

22、0. OOOOKI-15. 242盟 1-15.203133-14.594216伸ITCH. 000000-14 B73M5-13.B77T12-14.22065119180. DDOOOO-14. 136710-141. 136710-14. 13671019Q. 00000014四0篇I-16. 43Tg2514.37皿5Ml200. DOOOOO-14. 594iZ16-IB. 001950-15.242AB1210. 000000-14 4640e0-14, 41S0&T-14.BSJW50220. DOODOO-13.7TZ3O6-10.557006-13.7116712301. 0

23、00000-12 5721747型騏91-12.617362由數(shù)據(jù)回！最大輻射方向?yàn)?60度8.曲線圖.(1.).原24 Jun 201308:59110Aiiison CorporatkOitiXY Plot 2HFSSDeslgn360,0040,0020,00lon.nnX1= O.OOdegY1- 61.31Theta |degj(2)改變后加,dim ?013Ansftfi Corpoir由HnnNY PI畫 2HrSSDe&lgnS17:19 爭(zhēng) 2司司dB(AxiiiiR&1ioViPhFOdegSelupl : LSStAiY1k- d日(息x聞R布衣 Phi9Odeg Selupl : LatAiY1TH d(Axi3lRa1idV Plhi=180deg Selupl : LastAi： XI = OJJOdeg 印 1= 06.75用方向圖(1原21 Juin 2013Ai咫 El 1c 口口口 Mi 口口臉 55;9