微波技术与天线实验6利用HFSS仿真对称振子天线要点Word文件下载.docx
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(-$r,0,-0.5)
dx=2*$r,dz=1
Lumpedport
表3变量表
变量名
变量初始值(mm)
变量值(mm)
$lbd
100
$l
25
25(50,75,100)
$r
1
1(2,3,4)
1新建工程并命名。
o
打开HFSS,新建工程,点击工具 ,将工程保存为dipole。
2设置求解类型。
点击HFSS>
SolutionType,选择DrivenTerminal。
3设置单位。
点击Modeler>
Units,选择mm。
4画对称振子的一支臂,形状为圆柱体,命名为arml,材料设置为理想导体,半径设置为变量$r,臂长设置为变量$1。
将鼠标指向工具"
出现文字“Drawcylinder"
点击'
在画图窗口中拖动鼠标画
出一个圆柱。
在图形左侧的窗口出现此工程的所有模型列表(如图1),“Solids”代表三维图形,"
vacuum”代表图形内部填充材料为真空,"
Cylinder1”为图形的缺省名字,“CreateCylinder”代表图形是圆柱体。
IB.Solids
-9vacuum
UCt已ateCylinder
*LCoordinaieSystems
l+每Planes
+/Lists
图1模型列表
双击Cylinder,出现图形属性窗口"
Properties:
dipole”,将name项改为arml。
点击material右边一栏中的Edit如图2(a),出现材料库如图2(b),按字母顺序找到pec,点击确定将振子臂材料改为pec(如图2(c))。
(a)
SelectDefinition
Matersals|忸口工:
&
1Filiers|
Saurch.pEU-anftcr-s
March,byVan*
LitrariespFr&
jectdefaniticl-Showalllibrari
byPropart
SearchCriteria
•by口的修
tlua
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r
Eelative
Pernhittivcly
R.elalive
Ptrneability
A
p"
SysLitrir^
M&
terLala
perfecteenduetor
SysLitrar^
Materials
L
platinum
SysLibrar^
Material9-
plexiglass
SjfELs.br
Materiall
3.4
polypide
Materials.
4.3
polyester
SjrsLibrar^
Materials
3.Z
polyethylene
Materials
2.25-
Fol^flonCopper-CladULTEM(tn)
SyELibrar^
Haterials.
3.吗
FolyflonCuJlon〔5〕
SjrsLibrary
Materid.s
2.1
i
“1
<
i>
./EditUUlwrialis| &
ddNateri:
al..,| Materialfs)| JemoyeMaterial(e)| importtoLibrary
确定I取梢 帮助
Proper!
;
ies:
dipoleWOairbox-HFSSDesignl-Modeler X
Mme
Vnit
EvalnatV
D«
Ecripti中油
Rnd-gly
Hane
arid
eri业
■¥
A-
pcc
#■p«
c
Solve*Inside
Orientati4A
Modal
Displayli.
Color
Edit
Tr-tJigp-u*ant
_5__1
ShowKidden
(c)
图2arml属性
双击模型列表中的arml下的CreateCylinder,出现arml命令行窗口"
Command”。
将其中心位置“CenterPosition”设置为(0,0,心5),半径设为变量$r,$「值为1mm(如图3(a));
高度设为变量$l,$l值为25mm(如图3(b)),编辑完的command窗口如图4,点击确定结束编辑。
点击工具@,将全部图形显示在窗口中(如图5)。
(b)
图3设置arml尺寸变量窗口
图4arml命令行
回)Solids
-野pec
•§
arml
±
LCoordinateSysteras
*®
Plants
F◎Lists
1.
图5arml
4建立对称振子的另外一支臂。
利用快捷键ctrl+a将arml选中,利用ctrl+c与ctrl+v复制出arm2。
将其中心点设为(0,0,
微
-0.5),高度设为-$1(如图6)。
点击工具,所有图形显示如图7。
图6arm2命令行
0日Solids
w■pee
h步arml
□CreateCylinder日国arm2
0CreaieCylinder
ffi匕CoordinateSystems
ffi®
Planes
事,Lists
图7对称振子的两支臂
5画馈电模型,形状为zx面上的矩形,命名为feed,设置为lumpedport激励方式。
对称振子一般通过同轴馈电,可以看做在振子的两臂之间施加了集总电压。
在用 HFSS
仿真时,通过一个平面将振子两臂连接,在此平面上设置激励源 lumpedport实现。
ZX二|
XY L
I
将这个激励源面画在 xz平面,形状为矩形。
选择ZX 卜,点击口,利用鼠标画出
一个任意的矩形,将其名字改为 feed,顶点坐标改为(-$r,0,-0.5),xsize=2*$r,zsize=1(如
图8)。
图8feed命令行
通过啰:
放大图形局部,观察feed图形(如图9)。
图9feed图形
选中feed,点击鼠标右键,选择AssignExcitation>
LumpedPort,出现如图10界面,将
10不同,在HFSS>
SolutionType中选择Driven
arm2设置为参考导体。
如果设置界面与图
Terminal。
注意:
激励源的设置应在所有导体边界设置完毕之后进行。
图10lumpedport的参考导体设置界面
radiation。
6画辐射箱,命名为airbox,形状为长方体,材料为真空,边界条件为
在HFSS天线仿真中,通过画一个辐射箱,并在辐射箱的表面设置吸收边界条件来模拟无界空间,箱体的外部为远场区域。
辐射箱的材料一般为空气,其边界距离天线整体结构为四分之一波长至二分之一波长。
在本例中我们采用三分之一波长。
点击3,画出一任意尺寸的长方体,在模型列表中出现 boxl,双击打开attributes窗
口中将其名字改为airbox,材料为缺省的vaccum,透明度(transparent)设为1(如图11),airbox的尺寸如图12,其中变量$lbd=100mm。
画出的天线及airbox如图13。
选中airbox,点击鼠标右键选择[AssignBoundary]>
Radiation,出现radiationboundary界面,采用缺省值,点击 OK。
图11airbox属性
图12airbox命令行
7设置求解频率3GHz,扫频1-5GHz。
在[HFSS]>
AnalysisSetup>
AddSolutionSetup中将频率设置为3GHz;
AdaptiveSolution下的MaximumNumberof设为6,MaximumdetaS设为0.01(如图14)。
点击确定。
SolutionSetup
G&
n«
rsl|OptionsAdvancedExpressionCacheDerivativesDefaults
SetupHame:
歹Enabled厂SolvePortsOnl
SolutionFrequ&
ncjfj GHr-
Adaj>
tivaSolutions
Mv£
LlhumNumberof 6
(*[laximumDeltaS |。
--
VseMatrixConvnrgsnccFl-.,77.-+ir.e-r.iI-h।-'
■-
VseDefaults
确心|取消]
图14设置单频
点击[HFSS]>
AddFrequencySweep,设置如图15。
图15扫频设置
8检查及运行计算
心 口』
点击 检查无错后(如图16),点击*计算。
图16检查无错窗口
9画电流分布
为了观察振子上的电流方便,先将
airbox从图形窗口隐藏去。
点击工具
visibility下的一列airbox的,除掉(如图17)。
图17隐藏airbox
在图形窗口,通过ctrl间同时选择arml与arm2,点击鼠标右键>
PlotFields>
J>
MagJsurf出现CreateFiel
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