半波偶极子天线HFSS

半波偶极子天线仿真 一 原理 二 步骤 1 新建设计工程 1 新建工程文件 2 设置求解类型 Solution Type 为 Driven Modal 3 设置模型长度单位 Units 为 mm 2 添加和定义设计变量 选择 Design Properties 打开设计属性对话框 打开 Add Property 对话框 添加变量 3 设计建模 1 创建偶极子天线模型 选择 Draw Cylinder 在三维模型窗口中创建一个任意大小的圆柱体 新建的圆柱体会添加到操作历史树的 Solids 节点下 其默认的名称为 Cylinder1 设置 Cylinder1 的属性 名称设置为 Dipole 材质设置为 pec 双击 CreateCylinder 节点 打开 Command 选项卡 设置圆柱体的底面圆心 坐标 半径和长度 通过沿着坐标轴复制操作 生成偶极子天线的另一个臂 Edit Duplicate Around Axis 设置如图对话框 2 设置端口激励 把当前工作平面设置为 yz 平面 在工具栏上的 XY 下拉列表框中选择 YZ 在三维模型窗口的 yz 面上创建一个任意大小的矩形面 把矩形面的名称设置为 Port 设置矩形面的顶点坐标和大小 如图 设置该矩形面的激励方式为集总端口激励 选中该矩形面 单击右键 选择 Assign Excitation Lumped Port 全屏显示矩形面 Port 在矩形面的下边缘处移动鼠标指针 当指针变成三角 形时 单击确定下边缘的中点位置 即积分线的起点 沿 z 轴向上移动鼠标 指针 当指针变成三角形时 单击确定上边缘的中点位置 即积分线的终点 自动返回到集总端口设置对话框 单击 下一步 在对话框中选中 Do Not Renormalize 完成设置 3 设置辐射边界条件 创建辐射边界的圆柱体 并把圆柱体的名称设置为 Rad air 材质设置为 air 透明度设置为 0 8 圆柱体的圆心坐标为 0 0 rad height 半径为 rad radius 高度为 2 rad height 设置辐射边界条件 选中该圆柱体模型 单击鼠标右键 选择 Assign Boundary Radiation 选择 Radiating Only 4 求解设置 求解频率和网格剖分设置 单击 Analysis 节点 选择 Add Solution Setup 输入求解频率 Solution Frequency 为 3GHz 最大迭代次数 Maximum Number of Passes 为 20 收敛误差 Maximum Deltalmum S 为 0 02 扫频设置 展开 Analysis 节点 右键单击前面添加的求解设置项 Setup1 选择 Add Frequency Sweep 打开 Edit Sweep 对话框 设置扫频类型 为 Fast 设置频率设置类型为 LinearStep 起始频率 Start 为 2 5GHz 终止频率 Stop 为 3 5GHz 步进频率 Step Size 为 0 001GHz 5 设计检查和运行仿真计算 选择 Validation Check 进行设计检查 若打开的对话框中的每一项前面 都显示对勾 表示当前的设计正确且完整 右键单击 Analysis 节点 选择 Analyze All 开始运行仿真计算 注 仿 真过程中可能会出现 hf3d exe 应用程序错误 可能同系统有关 在台式机 上安装有问题 在笔记本上安装则运行正常 6 数据后处理 回波损耗 S11 右键单击 Results 节点 选择 Create Modal Solution Data Report Rectangular Plot 选择 S 1 1 单击 New Report 即可 生成回波损耗的分析结果 2 502 753 003 253 50 Freq GHz 45 00 40 00 35 00 30 00 25 00 20 00 15 00 10 00 5 00 0 00 dB S 1 1 Ansoft LLCHFSSDesign1 XY Plot 1 Curve Info dB S 1 1 Setup1 Sweep1 电压驻波比 VSWR 步骤同上 选择 VSWR 2 502 753 003 253 50 Freq GHz 1 00 2 00 3 00 4 00 5 00 VSWR 1 Ansoft LLCHFSSDesign1 XY Plot 2 Curve Info VSWR 1 Setup1 Sweep1 Smith 圆图 选择 Create Modal Solution Data Report Smith Chart 5 002 001 000 500 200 00 5 00 5 00 2 00 2 00 1 00 1 00 0 50 0 50 0 20 0 20 0 00 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Ansoft LLCHFSSDesign1 Smith Chart 1 Curve Info S 1 1 Setup1 Sweep1 输入阻抗 选择 Create Modal Solution Data Report Rectangular Plot 选择 Z 1 1 在 Fuction 列表框中同时选中 im 和 re 2 502 753 003 253 50 Freq GHz 100 00 50 00 0 00 50 00 100 00 150 00 200 00 Y1 Ansoft LLCHFSSDesign1 XY Plot 3 Curve Info im Z 1 1 Setup1 Sweep1 re Z 1 1 Setup1 Sweep1 方向图 定义辐射表面 右键 Radiation 节点 选择 Insert Far Field Setup Infinite Sphere 定义 xz 平面 设置 E Plane 如下图 同理定义 xy 平面 设置为 H Plane 定义三维立体球面 设置为 3D Sphere 查看 xz 面的增益方向图 右键 Results 节点 选择 Create Far Fields Report Radiation Pattern 选择辐射表面 E Plane 在 Primary Sweep 中选择 Theta 在 Category 中选择 Gain 在 Quantity 中选择 GainTotal 在 Function 中选择 dB 46 00 32 00 18 00 4 00 90 60 30 0 30 60 90 120 150 180 150 120 Ansoft LLCHFSSDesign1 Radiation Patte