《半波偶极子天线的HFSS仿真设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《半波偶极子天线的HFSS仿真设计（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、半波偶极子天线的HFSS仿真设计一、实验目的:1. 以一个简单的半波偶极子天线设计为例，加深对对称阵子天线的了解;2. 熟悉HFSS软件分析和设计天线的基本方法及具体操作；3. 利用HFSS软件仿真设计以了解半波振子天线的结构和工作原理；4. 通过仿真设计掌握天线的基本参数：频率、方向图、增益等。、实验步骤: SeiLEi tiu-i tyL Stallsticel&jrbdi100mmlOOfbm1 ertl0.48 l,l air b de4nmDesi gnEV .24mm0-Design22 8亦Designdl i_leng珂/El anbdi/10D申rrrrrrrrrrrrrr1
2、17 5ho* H：ddtnAdd. Adi Arr 好.2、 设计建模本次实验设计一个中心频率为 3GHz的半波偶极子天线。天线沿着 Z轴放置，中心位于 坐标原点，天线材质使用理想导体，总长度为0.48人半径为”200。天线馈电采用集总端口激励方式，端口距离为 0.24mm，辐射边界和天线的距离为 ”4。1、添加和定义设计变量参考指导书，在 Add Property对话框中定义和添加如下变量：Praperties! dipole - HFSSDesignlLocal Variables席 VaLiieUnitType De-EcriplioB Be ad-only Hi dden子天线的输入
3、阻抗为 73.2?，为了达到良好的阻抗匹配，将负载阻抗也设置为73.2 ?。随后进行端口积分线的设置。此处积分线为矩形下边缘中点到矩形上边缘中点。3）、设置辐射边界条件要在仿真软件中计算分析天线的辐射场，必须先设置辐射边界条件。 本次设计中采用辐射边界和天线的距离为 1/4个工作波长。这里，我们先创建一个沿着Z轴放置的圆柱体模型，其材质为空气，底面圆心坐标为（0,0, -rad_height）,半径为rad_radius，高度为2*rad_height。具体参数如下：然后将圆柱体表面设置为辐射边界条件：3、求解设置分析的半波偶极子天线的中心频率在 3GHz左右，所以把求解频率设置为 3GHz。
4、同 时添加2.53.5GHz的扫频设置，扫频类型选择快速扫频，分析天线在2.53.5GHz频段内的回波损耗和电压驻波比。1）、求解频率和网络剖分设置设置求解频率为3GHz,自适应网格剖分的最大迭代次数为20,收敛误差为0.02。如下：2）、扫频设置扫频类型选择快速扫频，扫频范围为2.53.5GHz,扫频步进为0.001GHz。如下：4、设计检查和运行仿真计算通过前面的操作，我已经基本完成了偶极子天线模型的创建求解设置等H FSS设计的前期工作，现在开始运行仿真计算并查看分析结果。检查设计的完整性和正确性：随后开始分析。5、HFSS天线问题的数据后处理在完成了模型的创建和检查后，现在开始对天线的
5、各项性能参数进行仿真分析，主 要有回波损耗、驻波比、Smith圆图、输入阻抗和方向图等。1）、回波损耗根据软件仿真结果，可以得到如下的在2.53.5GHz频段内的回波损耗 Si1的分析结果:-1DM-一i11u&SsiJX PIM 1从结果可以看出，设计的偶极子天线中心频率为BW=（ 3.24-2.789）/3=15.3%.2 ）、电压驻波比 VSWR如图所示：3GHz左右，Sii -10dB的相对带宽为3）、Smith 圆图在天线的相关问题的分析中Smith圆图是一个非常有用的工具，借助它可以方便的进行阻抗匹配，给出驻波比，归一化输入阻抗等各种信息。在HFSS中得到的Smith圆图如下：从S
6、mith圆图中可以看出，在中心频率为3GHz的归一化阻抗约为 1，说明天线的端口阻抗匹配良好。VSWR2（即反射系数的模小于三分之一）的频率范围约为 2.78GHz3.27GHz4 ）、输入阻抗输入阻抗是天线的一个重要性能参数，我们可以通过HFSS直接查看天线的输入阻抗值。从结果报告中可以看出，设计的半波偶极子天线在中心频率3GHz上，输入阻抗为（72.8-j0.4）?，与理论分析比较接近。5）、方向图天线方向图是方向性函数的图形表示，它可以形象的描述天线的辐射特性随着空间方向坐标的变化。首先定义辐射表面如下：E面方向图参数设置：H面方向图参数设置：3D方向图参数设置：随后可以查看xz, xy和三围增益方向图。xz增益方向图xy增益方向图3D 增益方向6）、其他参数除了上述参数外， HFSS 还可以给出天线在辐射面上的最大辐射强度、方向性系数、最 大场强及其所在方向等参数。如下：三、实验总结：（略）
