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1、-设计一、微带天线仿真设计三角形贴片是微带贴片天线最根本的模型，本设计就是基于微带贴片天线根底理论以及熟练掌握HFSS10仿真软件根底上，设计一个三角形贴片天线，其工作频率为2.45GHz，分析其远区辐射场特性以及S曲线。一设计目的与要求1.理解和掌握微带天线的设计原理2.选定微带天线的参数：工作频率、介质基片厚度、贴片模型及馈电点位置3.创立工程并根据设计尺寸参数指标绘制微带天线HFSS模型4.保存工程后设定边界条件、求解扫描频率，生成S参数曲线和方向图5.观察比照不同尺寸参数的微带天线的仿真结果，并分析它们对性能的影响二实验原理如下列图所示，用传输线模分析法介绍它的辐射原理。设辐射元的长为
2、L，宽为，介质基片的厚度为h。现将辐射元、介质基片和接地板视为一段长为L的微带传输线，在传输线的两端断开形成开路，根据微带传输线的理论，由于基片厚度hInsert HFSS Dessign，建立一个新的工程。2、设置求解类型1在菜单栏中点击HFSSSolution Type。2在弹出的Solution Type窗口中a选择Driven Modal。b点击OK按钮。3. 设置模型单位将创立模型中的单位设置为毫米。1在菜单栏中点击3D ModelerUnits。2设置模型单位：a在设置单位窗口中选择：mm。b点击OK按钮。4、创立微带天线模型1创立地板GroundPlane。坐标：*：-45，Y：
3、-45，Z：0按回车键。在坐标输入栏中输入长、宽：d*：90，dY：90，dZ：0。2为GroundPlane设置理想金属边界。在3D模型窗口中将3D模型以适宜的大小显示可以用Ctrl+D来操作。3建立介质基片。在菜单栏中点击DrawBo*或者在工具栏中点击按钮，创立长方体模型。起始点位置坐标：*: -22.5，Y：-22.5，Z：0。输入各坐标时，可用Tab键来切换。输入长方体*、Y、Z三个方向的尺寸：d*：45，dY：45，dZ：5。将材料设置为Rogers R04003。4建立贴片Patch。起始点的坐标：*：-16，Y：-16，Z：5按回车键。在坐标输入栏中输入长、宽：d*：32，dY
4、：32，dZ：0。5为Patch设置理想金属边界。6创立切角。输入点的坐标：*：0，Y：0，Z：5；*：5，Y：0，Z：5；*：0，Y：5，Z：5；*：0，Y：0，Z：5。在对话窗口中选择Cut。在菜单栏中点击EditArrangeMove。在坐标输入栏中输入点的坐标：*：0，Y：0，Z：0；d*：-16，dY：-16，dZ：0。两个切角呈中心对称，可以通过旋转复制创立另一个切角。在菜单栏中点击EditDuplicateAround A*is。将轴设置为Z轴，旋转角度为180 deg，Total为2。7用Patch将切角减去。8创立探针Pin。在菜单栏中点击DrawCylinder。在坐标输入
5、栏中输入圆柱中心点的坐标：*：0，Y：8，Z：0；输入圆柱半径：d*：0, dY：0.5，dZ：0；输入圆柱的高度：d*：0，dY：0，dZ：5。将材料设置为pec。9创立端口面Port。在菜单键中点击DrawCircle。在坐标输入栏中输入圆心点的坐标：*：0，Y：8，Z：0按回车键。在坐标输入栏输入半径：d*：0，dY：1.5，dZ：010用GroundPlane 将Port减去。6.创立辐射边界创立Air，在菜单栏中点击DrawBo*,创立长方体模型。在右下角的坐标输入栏中输入长方体的起始点位置坐标：*：-80，Y：-80，Z：-35；按回车键完毕输入。输入长方体的尺寸：d*：160，d
6、Y：160，dZ：70按回车键。在特性Property窗口中选择Attribute标签，将长方体的名字修改为Air。在菜单栏中点击EditSelectBy Name 。在对话框中选择Air，点击OK确认。在菜单栏中点击HFSSBoundariesRadiation。在辐射边界窗口中，将辐射边界命名为Rad1，点击OK按钮。7设置端口鼓励在菜单栏中点击EditSelectBy Name，选中Port，在菜单栏中点击HFSSE*citationAssignLumped Port。在LumpedPort窗口的General标签中，将该端口命名为p1，点击Ne*t。在Modes 标签中的Integra
7、tion line zhong点击None，选择New Line，在坐标栏中输入：*：0，Y：9.5，Z：0；d*：0，dY：-1，dZ：0。按回车键，点击Ne*t按钮直至完毕。8求解设置为该问题设置求解频率及扫频围a设置求解频率。在菜单栏中点击HFSSAnalysis SetupAdd Solution Setup。在求解设置窗口中做以下设置：Solution Frequency ：2.45GHz；Ma*imun Number of Passes：15；Ma*imun Delta S per Pass ：0.02。b设置扫频。在菜单栏中点击HFSSAnalysis SetupAdd Swee
8、p 。选择Setup1，点击OK确认。在扫频窗口中做以下设置：Sweep Type：Fast；Frequency Setup Type：Linear Count；Start :2.0GHz；Stop：3.0GHz；Count：400；将Save Field复选框选中。9.设置无限大球面在菜单栏中点击HFSSRadiationInsert Far Field SetupInfinite Sphere。在Infinite Sphere标签中做以下设置：Phi：Start：0 deg，Stop：180deg，Step：90 deg；Theta：Start：0 deg，Stop：360 deg，Ste
9、p：10 deg。10.确认设计方法一：由主菜单项选择HFSS/Validation Check对设计进展确认。方法二：在菜单栏直接点即可。11.保存工程在菜单栏中点击FileSave As,在弹出的窗口中将工程命名为hfss_Patch,并选择保存路径。12.求解该工程在菜单栏点击HFSSAnalyze。13后处理操作1S参数反射系数。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。 点击菜单栏HFSSResultCreate Report。选择：Report Type：Modal S Parameters ；Display Type：Rectangle。Trace窗口：Sol
10、ution：Setup1:Sweep1； Domain：Sweep 点击Y标签，选择：Category：S parameter；Quantity：Sp1，p1；Function：dB，然后点击Add Trace按钮。点击Done按钮完成操作，绘制出反射系数曲线。 22D辐射远场方向图。在菜单栏点击HFSSResult Create Report。选择：Report Type：Far Fields；Display Type：Radiation Pattern。Trace 窗口：Solution：Setup1：LastAdptive；Geometry：ff_2d。在Sweep标签中，在Name这一
11、列中点击第一个变量Phi，在下拉菜单中选择The。点击Mag标签，选择：Category ：Gain；Quantity：GainTotal；Function：dB,点击Add Trace按钮。最后点击Done，绘制出方向图。14.保存并退出HFSS四自主设计技术指标： 三角形贴片天线，即贴片Patch为三角形，其它所有条件都不变，即设计中创立天线模型设计中，第(1)、(2)、(3)、(8)、(9)、(10)不变，(4)、(5)、(6)做一下改变。建立贴片Patch，在介质基片上创立贴片天线。在菜单栏中点击DrawRectangle,创立矩形模型。输入：*：-16，Y：-16，Z:5；d*：32
12、，dY：32，dZ：0。在特性Property窗口中选择Attribute标签，将该名字修改为Patch。点击Corlor后面的Edit按钮，将颜色设置为黄色，点击OK确认。为Patch设置理想金属边界。在菜单栏中点击EditSelectBy Name。在对话框中选择Patch，点击OK确认。在菜单栏中点击HFSSBoundariesAssignPerfect E。在理想边界设置窗口中，将理想边界命名为PerfE_Patch。创立切角。创立供贴片天线相减的切角时，首先在坐标原点处创立三角形，然后将其移动到方形贴片的顶点处。在菜单栏中点击DrawLine。输入点的坐标：*：0，Y：0，Z：5；*
13、：-16，Y：0，Z：5；*：0，Y：32，Z：5；*：0，Y：0，Z：5。EditSelectBy Name，选择Cut。在菜单栏中点击EditArrangeMove。输入点的坐标：*：0，Y：0，Z：0；d*：16，dY：-16，dZ：0。可以通过旋转复制创立另一个切角。在菜单栏中点击EditDuplicateAround A*is。将轴设置为Y轴，旋转角度为180 deg。将切角的名字改为Cut_1。选择Cut_1。在菜单栏中点击EditArrangeMove。在坐标输入栏中输入点的坐标：*：0，Y：0，Z：0; d*=0, dY=0, dZ=10。用Patch将切角减去。在菜单栏中点击
14、EditSelectBy Name,在弹出的窗口中利用Ctrl键选择Patch、Cut和Cut_1。在菜单栏中点击3D Modelean BooleanSubtract,Subtract窗口：Blank Parts：Patch；Tool Parts：Cut，Cut_1；Clone tool object before subtract 复选框不选。这样三角形贴片就建成了。或者删掉矩形贴片，重新创立一个三角型贴片。最后定下的三角形尺寸为：*：-20，Y：-11.2375，Z：5；*：-20，Y：11.2375，Z：5；*：0，Y：22.5，Z：5。馈电探针位置：*：0，Y：4，Z：0。五实验结果及其截图1.建模完成：2.模型细节：三角贴片3.确认设计，通过Validation Check：4原三角形贴片的S参数曲线：5.原矩形贴片的2D远场方向图：6.不断修改三角贴片形状与馈电位置以使工作频率接近2.45GHz：7.最后确定的三角形贴片天线的2D远场方向图：六实验总结和感想这次课设上手是很快的，因为教师已经很循循善诱地在课设指导书上给出了有详细操作步骤的例子，在教师和
