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關于HFSS使用說明:1、按照實際器件的幾何結構畫圖。畫完后三維體在solidsl列表下,二維面在sheets列表下。2、對solids列表下的三維體進行設置:(1)設置內部材料(material),默認材料為vaccum,如果不是vaccum需要更改材料。(2)設置外表面三維體的外表面默認為boundary>perfectE,如果不是perfectE則需要設置為源(excitation)或者邊界條件(boundary)。(比如波導的兩個端口設置為waveport)。(3)多個三維體之間的交界面不需要設置,軟件自行設置。3、sheets列表下的二維面要設置為excitation或者boundary,不能為Unassigned。(1)一個面只設置一次;(2)集總類型的源excitation>lumpedport或者集總邊界Boundary>LumpedRLC需要先畫一個面(這個面在實際器件中并不存在,而是為了設置集總源或者集總元件而需要畫),然后在面上設置;(3)為設置集總源或者集總元件而畫的面需要連接兩個導體,否則在設置時會出錯。。4、對于放置于無限大空間的天線,需要畫airbox,軟件只對airbox內部區(qū)域進行數(shù)值方法計算,外部區(qū)域不需計算。(1)airbox的外表面距離天線的邊界為λ/4~λ/2(airbox尺寸越大計算區(qū)域越大需要內存越大);(2)airbox的表面設置為boundary>radiation。如果天線為一個長方體,則airbox的頂點/尺寸如下表:namemodelpositionsizematerialBoundaryExcitationantenna長方體x0,y0,z0dx,dy,dz根據情況而定根據情況而定airbox長方體x0-lbd/4,y0-lbd/4,z0-lbd/4dx+lbd/2,dy+lbd/2,dz+lbd/2vaccumradiation5、對于excitation與boundary的設置順序需遵循:(1)如果有peferctE類型的boundary,應在assignexcitation前設置;(2)radiation邊界條件要在所有的excitation與boundary設置完畢之后進行。6、掃頻計算如果要計算一個頻段范圍(f1-f2),需要設置frequencysweep,在frequencysweep設置之前需要先設置一個點頻f0=(f1+f2)/2,然后通過fast或interpolating方式進行掃頻計算。表1對稱振子天線模型名稱形狀頂點/position(x,y,z)(mm)尺寸/size(mm)材料激勵/邊界arm1圓柱體0,0,s/2radius=r0,height=l0Pec不需設置arm2圓柱體0,0,-s/2radius=r0,height=-l0Pec不需設置feedxz面矩形-r0,0,-s/22*r0,/,s無Excitation>Lumpedportairbox長方體-lbd/3-r0,-lbd/3-r0,-lbd/3-l0-s/22*lbd/3+2*r0,2*lbd/3+2*r0,2*lbd/3+2*l0+svacuumBoundary>radiations=0.5mm,r0=1mm(還可設置為2mm,3mm等),l0=25mm(還可以設置為50mm,75mm等),lbd=c/f0*1e+3mm,c=3e+8(注意無單位),f0=3e+9(注意無單位)。1新建工程并命名。打開HFSS,新建工程,點擊工具,將工程保存為dipole。2設置求解類型。點擊HFSS>SolutionType,選擇DrivenTerminal。3設置單位。點擊Modeler>Units,選擇mm。4建立天線模型、按照表1依次畫出arm1、arm2、feed及airbox(如圖1)。注將arm1及arm2的材料設置為pec,airbox的材料為vacuum。圖1對稱振子天線模型5設置邊界條件、源及輻射邊界條件。將feed設置為lumpedport。具體操作為:選中feed,點擊鼠標右鍵,選擇AssignExcitation>LumpedPort,出現(xiàn)如圖2界面,將arm2設置為參考導體。(如果設置界面與圖10不同,在HFSS>SolutionType中選擇DrivenTerminal)。注意:激勵源的設置應在所有導體邊界設置完畢之后進行,否則圖2中conductor下缺少arm1或者arm2。圖2lumpedport的參考導體設置界面(2)將airbox的邊界設置為radiation。具體操作:選中airbox,點擊鼠標右鍵選擇【AssignBoundary】>Radiation,出現(xiàn)radiationboundary界面,采用缺省值,點擊OK。注意:radiation邊界條件要在lumpedport源設置完畢之后進行。6設置求解頻率3GHz,掃頻1-5GHz。在【HFSS】>AnalysisSetup>AddSolutionSetup中將頻率設置為3GHz;,AdaptiveSolution下的MaximumNumberof設為6,MaximumdetaS設為0.01。點擊OK。點擊【HFSS】>AnalysisSetup>AddFrequencySweep,設置如圖3。圖3掃頻設置7檢查無誤運行計算8畫S參數(shù)曲線在ProjectManager窗口中,選擇dipole>HFSSDesign1>Results,點擊鼠標右鍵,選擇CreateTerminalSolutionDataReport>RectangularPlot(如圖4),出現(xiàn)“Report:dipole”界面,設置如圖5。點擊NewReport,得到的|S11|曲線如圖6,然后點擊close結束畫圖。圖4Results>CreateTerminalSolutionDataReport>RectangularPlot圖5畫S參數(shù)設置圖6|S11|曲線9畫方向圖(1)設置立體角度在ProjectManager窗口中,選擇dipole>HFSSDesign1>Radiation,點擊鼠標右鍵,選擇InserFarmFieldSetup>InfiniteSphere(如圖7),出現(xiàn)遠場輻射球設置界面“FarFieldRadiationSphere”,設置如圖8,點擊確定。圖7InserFarmFieldSetup>InfiniteSphere圖8遠場輻射球設置界面(2)畫立體方向圖在ProjectManager窗口中,選擇dipole>HFSSDesign1>Results,點擊鼠標右鍵選擇CreateFarFieldsReport>3DPolarPlot(如圖9),出現(xiàn)畫三維遠場方向圖設置界面,按圖10設置,得到增益方向圖如圖11。圖9CreateFarFieldsReport>3DPolarPlot圖10畫增益圖設置圖11二分之一波長對稱振子三維增益圖(3)畫E面方向圖對稱振子的E面平行于振子軸,按照以下過程給出E面方向圖。在ProjectManager窗口中,選擇dipole>HFSSDesign1>Results,點擊鼠標右鍵選擇CreateFarFieldsReport>RadiationPattern,出現(xiàn)畫二維遠場方向圖設置界面,按圖12(a)設置;點擊Families,將Phai設為0deg(如圖12(b)),點擊newreport,得到E面方向圖如圖13,與課本中給出的理論方向圖一致。(a)(b)圖12畫E面方向圖設置圖13二分之一波長對稱振子E面方向圖10掃描變量l0點擊HFSS>DesignProperties出現(xiàn)局部變量設置界面,更改l0的值為50mm(如圖33),點擊確定,點擊工具運行計算;計算完畢,重復上述過程,將變量l0的值設為75mm,運行計算;計算完畢,將變量l0的值設為100mm,運行計算。圖33更改局部變量值計算完畢在ProjectManager窗口中,選擇dipole>HFSSDesign1>Results,點擊鼠標右鍵,選擇CreateTerminalSolutionDataReport>RectangularPlot,出現(xiàn)Report:dipole界面,Trace界面采用默認值(如圖35(a)),點擊Report:dipole界面中的Families,將l0的值勾選為“useallvalues”(如圖35(b)),點擊NewReport得到曲線報告,雙擊曲線在屬性窗口中的color項修改顏色以后得到圖36。從圖36可見,隨著振子長度增加諧振頻率降低,當l0=75,100mm時,第一個諧振頻率低于1GHz。(a)(b)圖35Report:dipole界面圖36S參數(shù)隨l0變化曲線(3)輸出E面方向圖在ProjectManager窗口中,選擇dipole>HFSSDesign1>Results,點擊鼠標右鍵,選擇Cre

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