半波偶極子天線地HFSS仿真設(shè)計半波偶極子天線地HFSS仿真設(shè)計11/11半波偶極子天線地HFSS仿真設(shè)計合用標(biāo)準(zhǔn)文案半波偶極子天線的ＨＦＳＳ仿真設(shè)計一、實驗?zāi)康模阂砸粋€簡單的半波偶極子天線設(shè)計為例，加深對對稱陣子天線的認(rèn)識；熟悉HFSS軟件解析和設(shè)計天線的基本方法及詳盡操作；利用HFSS軟件仿真設(shè)計以認(rèn)識半波振子天線的結(jié)構(gòu)和工作原理；經(jīng)過仿真設(shè)計掌握天線的基本參數(shù)：頻率、方向圖、增益等。二、實驗步驟：本次實驗設(shè)計一此中心頻率為3GHz的半波偶極子天線。天線沿著Z軸放置，中心位于坐標(biāo)原點，天線材質(zhì)使用理想導(dǎo)體，總長度為0.48λ，半徑為λ/200。天線饋電采用集總端口激勵方式，端口距離為0.24mm，輻射界線和天線的距離為λ/4。１、增加和定義設(shè)計變量參照指導(dǎo)書，在AddProperty對話框中定義和增加以下變量：２、設(shè)計建模１）、創(chuàng)辦偶極子天線模型第一創(chuàng)辦一個沿Z軸方向放置的細(xì)圓柱體模型作為偶極子天線的一個臂，其底面圓心坐標(biāo)為（0，0，gap/2），半徑為dip_radius，長度為dip_length，材質(zhì)為理想導(dǎo)體，模型命名為Dipole，以下：優(yōu)異文檔合用標(biāo)準(zhǔn)文案爾后經(jīng)過沿著坐標(biāo)軸復(fù)制操作生成偶極子天線的另一個臂。此時就創(chuàng)辦出了偶極子的模型以下：優(yōu)異文檔合用標(biāo)準(zhǔn)文案2）、設(shè)置端口激勵半波偶極子天線由中心地址饋電，在偶極子天線中心地址創(chuàng)辦一個平行于YZ面的矩形面作為激勵端口平面，并設(shè)置端口平面的激勵方式為集總端口激勵。該矩形面需要把偶極子天線的兩個臂連接起來，因此極點坐標(biāo)為（0，-dip_radius，-gap/2），長度和寬度分別為2*dip_radius和gap。以下：爾后設(shè)置該矩形面的激勵方式為集總端口激勵。由從前的理論解析可得，半波偶極子天線的輸入阻抗為73.2?，為了達(dá)到優(yōu)異的阻抗般配，將負(fù)載阻抗也設(shè)置為73.2?。隨后進(jìn)行端口積分線的設(shè)置。此處積分線為矩形下邊緣中點到矩形上邊沿中點。3）、設(shè)置輻射界線條件要在仿真軟件受騙算解析天線的輻射場，必定先設(shè)置輻射界線條件。本次設(shè)計中采用輻射界線和天線的距離為1/4個工作波長。這里，我們先創(chuàng)辦一個沿著Z軸放置的圓優(yōu)異文檔合用標(biāo)準(zhǔn)文案柱體模型，其材質(zhì)為空氣，底面圓心坐標(biāo)為（0,0，-rad_height）,半徑為rad_radius，高度為2*rad_height。詳盡參數(shù)以下：爾后將圓柱體表面設(shè)置為輻射界線條件：優(yōu)異文檔合用標(biāo)準(zhǔn)文案３、求解設(shè)置解析的半波偶極子天線的中心頻率在3GHz左右，因此把求解頻率設(shè)置為3GHz。同時增加2.5~3.5GHz的掃頻設(shè)置，掃頻種類選擇快速掃頻，解析天線在2.5~3.5GHz頻段內(nèi)的回波耗費和電壓駐波比。1）、求解頻率和網(wǎng)絡(luò)剖分設(shè)置設(shè)置求解頻率為3GHz，自適應(yīng)網(wǎng)格剖分的最大迭代次數(shù)為20，收斂誤差為0.02。以下：2）、掃頻設(shè)置掃頻種類選擇快速掃頻，掃頻范圍為2.5~3.5GHz，掃頻步進(jìn)為0.001GHz。以下：優(yōu)異文檔合用標(biāo)準(zhǔn)文案４、設(shè)計檢查和運行仿真計算經(jīng)過前面的操作，我已經(jīng)基本完成了偶極子天線模型的創(chuàng)辦求解設(shè)置等ＨＦＳＳ設(shè)計的先期工作，現(xiàn)在開始運行仿真計算并查察解析結(jié)果。檢查設(shè)計的完滿性和正確性：隨后開始解析。５、ＨＦＳＳ天線問題的數(shù)據(jù)后辦理在完成了模型的創(chuàng)辦和檢查后，現(xiàn)在開始對天線的各項性能參數(shù)進(jìn)行仿真解析，主要有回波耗費、駐波比、Ｓｍｉｔｈ圓圖、輸入阻抗和方向圖等。１）、回波耗費依照軟件仿真結(jié)果，可以獲取以下的在2.5~3.5GHz頻段內(nèi)的回波耗費S11的解析結(jié)果：優(yōu)異文檔合用標(biāo)準(zhǔn)文案從結(jié)果可以看出，設(shè)計的偶極子天線中心頻率為3GHz左右，S11<-10dB的相對帶寬為BW=（）/3=15.3%.2）、電壓駐波比VSWR以下列圖：3）、Smith圓圖在天線的相關(guān)問題的解析中Smith圓圖是一個特別適用的工具，借助它可以方便的進(jìn)行阻抗般配，給出駐波比，歸一化輸入阻抗等各種信息。在HFSS中獲取的Smith圓圖以下：從Smith圓圖中可以看出，在中心頻率為3GHz的歸一化阻抗約為1，說明天線的端口阻抗般配優(yōu)異。VSWR<2（即反射系數(shù)的模小于三分之一）的頻率范圍約為2.78GHz~3.27GHz。優(yōu)異文檔合用標(biāo)準(zhǔn)文案4）、輸入阻抗輸入阻抗是天線的一個重要性能參數(shù)，我們可以經(jīng)過HFSS直接查察天線的輸入阻抗值。從結(jié)果報告中可以看出，設(shè)計的半波偶極子天線在中心頻率3GHz上，輸入阻抗為（）?，與理論解析比較湊近。5）、方向圖天線方向圖是方向性函數(shù)的圖形表示，它可以形象的描述天線的輻射特點隨著空間方向坐標(biāo)的變化。第必定義輻射表面以下：面方向圖參數(shù)設(shè)置：優(yōu)異文檔合用標(biāo)準(zhǔn)文案H面方向圖參數(shù)設(shè)置：優(yōu)異文檔合用標(biāo)準(zhǔn)文案3D方向圖參數(shù)設(shè)置：隨后可以查察xz，xy和三圍增益方向圖。xz增