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1、实验一、Designer电磁仿真软件学习姓名： 学号：一、实验目的Designer 电磁仿真软件中天线模型的建立和仿真二、实验内容同轴探针馈电的矩形微带贴片天线三、实验原理1天线谐振频率： f mnmnL 叭 15 6 - 1)2天线馈电点位置：y COS -1r兀3 L r四、实验步骤1设置平面电磁仿真 点击开始按钮，选择程序AnsOft Des蚣ne/，点击Ansoft Designer； 选择菜单Pqject Inse/ Planar EM Design ； 在Choose Layout Technology对话框中选择None2插入层 选择菜单LayoutLayers打开编辑图层对话框
2、，点击Stackup标签； 插入一个无限大的地面层:在叠层对话框中，单击Add Layer，在Name 列表中键入ground，在Type列表中选择metalized signal； 插入一个无限大的介质层:在叠层对话框中，单击Add Layer，在Name 列表中键入substrate，在Type列表中选择dielectric； 修改介质的材料及厚度:单击 Material 菜单中介质层对应的 Rogers按钮打开材料定义对话框，在 Material 列表的 Search Parameters 框 中输入FR4,点击确定按钮；在Thickness列表介质层对应的位置输 入1.6m m,点击确
3、定按钮；插入图层：在叠层对话框中，单击AM 么“尸，在Name列表中键入 trace，在Type列表中选择signal3绘制模型 切换活动层为Trace：选择菜单选择Trace层； 绘制一个矩形：选择菜单DrawPrimitiveRectangle ；拖动鼠标绘制 一个矩形，双击矩形通过修改左下角点的坐标(-10,-10)和右上角点的 坐标(10,10)来改变矩形位置、大小； 绘制一个过孔：选择菜单DrawVia，鼠标移至所绘制矩形中单击左 键，双击绘制的过孔，通过修改 Hole Diameter(1mm)和Location (-3.5mm,0m m)来改变过孔的大小、位置4分配端口在 Pro
4、ject Manger 窗口依次展开 Projects PlanarEMI、Model、Vas，选 中LayoutVial,单击右键选择Properties打开过孔属性对话框，在Low layer 标签的 Excitation Type 列表中选择 coaxial excitation，单击确定5设置平面电磁分析 增加分析设置：选择菜单Planar EMAnalysis SetupAddSolutionSetup 打开 Setup 对话框，在 Meshing Parameter 标签 Fixed Mesh 的频率 设置为6GHz； 增加扫频：选择菜单Planar EMAnalysis Setu
5、pAdd FrequencySweep打开Sweep 1对话框；Sweep Description列表中选中默认扫描单 击Delete，Type歹U表中选择Interpolating，Specify Frequency Sweep歹U 表中选择Linear Step，在Start, Stop和Step框中分别输入1 GHz, 6GHz 和0.02GHz，依次点击Add和确定按钮6分析、保存工程 分析：选择菜单 Planar EMAnalyze； 保存工程：选择菜单FileSave打开保存对话框，输入文件名称ProbeAntenna,点击保存按钮7创建报告 创建 S 参数曲线a) 选择菜单 Pl
6、anar EMResultsCreate Report 打开创建报告窗口， Report Type 选择 Standard, Display Type 选择 Rectangle Plot，单 击 OK 打开轨迹窗口；b) Context 对话框 Solution 选择 Setup 1 Sweep1， Y 标签 Category、 Quantity 和 Function 分别选择 S Parameter, S(Port1,Port 1)和 dB, 依次点击 Add Trace 和 Done 按钮(设计天线的仿真频率为 3.44GHz) 创建方向图和增益图a) 增加离散扫频：在Project Ma
7、nger窗口依次展开Probe Antenna ManorEM!、就s,选中Set叨 2单击右键选择Add Frequency Sweep打开扫频对话框，Sweep Description列表中选中默认扫描单 击Delete, Type列表中选择discrete,并在Generate Surface Current选 项打勾，Specify Frequency Sweep列表中选择Linear Count, 在Start, Stop和Step框中分别输入3.41GHz, 3.5GHz和10,依次点击Add和 OK按钮；b) 分析：在 Project Manger 窗口 PlanarEM! 列表
8、展开 Setup ! 选中 Sweep 2 单击右键选择 Analyze；c) 创建方向图：在 Project Manger 窗口 PlanarEM! 列表选中 Results 单击右键选择Create Report打开创建报告窗口，Report Type选择 Far Field, Display Type 选择 3D Polar Plot，单击 OK 按钮打开轨 迹窗口，Context 对话框 Solution 选择 Setup 1 Sweep2,点击 Sweeps 标签，F 选择 3.44GHz,点击 Mag 标签 Category Quantity 和 Function 分别选择 Gai
9、n, Gain Accepted和 dB,依次点击 Add Trace 和 Done 按钮；d) 创建增益图：在 Project Manger 窗口 PlanarEM! 列表选中 Results 单击右键选择Create Report打开创建报告窗口，Report Type选择Far Field, Display Type 选择 Rectangle Plot，单击 OK 按钮打开轨 迹窗口，Context 对话框 Solution 选择 Setup 1 Sweep2,点击 Sweeps 标签选中第一行单击左键选择F,第二行Phi和第三行Theta分别 去掉最右边 All Values 勾，都选
10、为 0deg， Y 标签 Category、Quantity 和 Function 分别选择 Gain， Gain Accepted 和 dB,依次点击 Add Trace 和 Done 按钮五、实验报告1.总结Designer中天线模型的建立和仿真过程的注意事项； 在进行仿真过程中，应该注意严格按照实验书中的要求设置各项参数和选项。尤 其是在创建分析报告的时候，对于里面各种图像相关选项进行设置的时候要注意 各个选项标签的选择。按照实验的步骤要求，一句给定的天线尺寸和馈电探针的文字，作出以下数据图。1.1按照给定尺寸和馈电探针的位置做出的S参数曲线如下图所示：Q.OQ 10.0020.00现0
11、0An wltCrpraln XT R&t I FljnjrB.llFPH3图 1 默认尺寸下的 S 参数曲线sLtu-Lt丘厉 PXY: 2.85GHz -28.120B：2a：QDdB(GalnAccepted2.9056e+0001.91546+0009.2515e-001 -6.509Se-002 -1.0553e+000 -2.04.565+000 -3.0358e+000 -4.02606+000 -5.0163e+000 -6.0065e+000 -6.9967e+000 -7.98706+000 -8.9772e+000 -9.9675e+000 I -1.0958e+001
12、I -1.19486+001 -1.2938e+001图 2 默认尺寸下的方向图1.3 按照给定尺寸和馈电探针的位置做出的增益图如下图所示：20 gg 29H IAn wltXjdn.jooepk：d；i PN-Ddeg,-nx-Gdeg StLfi I :Oweep 2图 3 默认尺寸下的增益图2改变天线尺寸及馈电探针的位置，提交设计的矩形微带贴片天线的结构图和仿真结果。利用鼠标选中说画矩形，更改坐标值改变天线尺寸，同理改变过孔的位置。重新进行仿真。兀卜-ri.-i- -十4-图 4 改变尺寸厚的天线图图 5 改变后的天线坐标和过孔的坐标2.2 按照更改尺寸和馈电探针的位置做出的 S 参数曲
13、线如下图所示：20 Sep 20 II10:13:25dBipi：Portl,Portl)；：i Setup I :* *gp io.oo口 mod-todsrD-10.00-20.000.00FpHj*ott Ccrpcraflcn XY Plot 1PlanarEM l图 5 改变尺寸后做出的 S 参数曲线2.3按照更改尺寸和馈电探针的位置做出的方向图如下图所示20 S&p 21011AnXPlanarB.11.001Q：24：24 E3nAcc 师 kd；i PN-Odeg, 71* 12.544-4-4-Selif! I :Owtep 2-I5.00-10.00-11.00-I3.00-I3.00-14003 FpH: 3.42GHs -11.56dB(Gai nAccepted1.95706+0003. 1975e-001* -1.1746e-001-1.1547e+000-2.19196+000-3.22916+000-4.2663e+000-5.3035e+000-6.3407e+000-7.37806+000I 一8 4152e+000-9.45246+000-1.04906+001I -1.1527e+001I -1.2564e+001I -1.360le+001 -1.46386+001图 6 更改尺寸后做出的方向图图 7 更改尺寸后做出的增益图
