微波技术与天线实验利用HFSS仿真对称振子天线..doc

增加对称振子馈电的理论描述 表1 对称振子天线三维体模型 名称 形状 顶点(x,y,z) (mm) 尺寸(mm) 材料 arm1 圆柱体 (0,0,0.5) radius=$r，height=$l Pec arm2 圆柱体 (0,0,-0.5) radius =$r，height=-$l Pec airbox 长方体 (-$lbd/3-$r,-$lbd/3-$r, -$lbd/3-$l) xsize=2*$lbd/3+2*$r ysize=2*$lbd/3+2*$r zsize=2*$lbd/3+2*$l vacuum 表2 对称振子天线二维面模型 名称 所在面 形状 顶点(mm) 尺寸(mm) 边界/源 feed xz 矩形 (-$r,0,-0.5) dx=2*$r, dz=1 Lumped port 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) $r 1 1 (2, 3, 4) 1 新建工程并命名。 打开HFSS，新建工程，点击工具，将工程保存为diple。 2 设置求解类型。 点击HFSSSolution Type，选择Driven Terminal。 3 设置单位。 点击ModelerUnits，选择mm。 4 画对称振子的一臂，命名为 arm1，材料设置为理想导体，臂长设置为变量l。 ”代表图形内部填充材料为真空，“Cylinder1”为图形的缺省名字，“CreateCylinder”代表图形是圆柱体。 图1 模型列表 双击Cylinder1，出现图形属性窗口“Properties:dipole”，将name项改为arm1。点击material右边一栏中的Edit如图2（a），出现材料库如图2（b），按字母顺序找到pec，点击确定将振子臂材料改为pec（如图2（c））。 (a) (b) (c) 图2 arm1属性 双击模型列表中的arm1下的CreateCylinder，出现arm1命令行窗口“Command”。将其中心位置“Center Position”设置为（0,0,0.5）,半径设为变量$r，$r值为1mm（如图3（a））；高度设为变量$l，$l值为25mm（如图3（b）），编辑完的command窗口如图4，点击确定结束编辑。点击工具，将全部图形显示在窗口中（如图5）。 (a) (b) 图3 设置arm1尺寸变量窗口 图4 arm1命令行 图5 arm1 4 建立对称振子的另外一支臂。port的参考导体设置界面 6 画辐射箱，命名为airbox，形状为长方体，材料为真空，边界条件为radiation。 在HFSS天线仿真中，通过画一个辐射箱，并在辐射箱的表面设置吸收边界条件来模拟无界空间，箱体的外部为远场区域。辐射箱的材料一般为空气，其边界距离天线整体结构为四分之一波长至二分之一波长。在本例中我们采用三分之一波长。 点击，画出一任意尺寸的长方体，在模型列表中出现box1，双击打开attributes窗口中将其名字改为airbox，材料为缺省的vaccum，透明度（transparent）设为1（如图11），airbox的尺寸如图12，其中变量$lbd=100mm。画出的天线及airbox如图13。 选中airbox，点击鼠标右键选择【Assign Boundary】Radiation，出现radiation boundary界面，采用缺省值，点击OK。 图11 airbox属性 图12 airbox命令行 图13 airbox及天线 7 设置求解频率3GHz，扫频1-5GHz。 在【HFSS】Analysis SetupAdd Solution Setup中将频率设置为3GHz;，Adaptive Solution下的Maximum Number of设为6，Maximum deta S设为0.01（如图14）。点击确定。 图14 设置单频 点击【HFSS】Analysis SetupAdd Frequency Sweep，设置如图15。 图15扫频设置 8 检查及运行计算 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，将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arm1与arm2，点击鼠标右键Plot FieldsJMag Jsurf出现Create Field Plot界面，采用缺省值，点击Done，出现振子上的电流分布图。由于图形的颜色分布不明显，通过以下操作实现画电流幅度的对数值。 在Project Manager