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半波偶极子天线的HFSS仿真设
计
天线与电波传播实验报告成都电子科技大学电子工程学院
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。
二、实验步骤:
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0.48λ,
半径为λ/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λ/4。
1、添加和定义设计变量
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2)、设置端口激励
半波偶极子天线由中心位置馈电,在偶
极子天线中心位置创建一个平行于YZ面的
矩形面作为激励端口平面,并设置端口平面
的激励方式为集总端口激励。该矩形面需要
把偶极子天线的两个臂连接起来,因此顶点
坐标为(0,-dip_radius,-gap/2),长度
和宽度分别为2*dip_radius和gap。如下:
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然后设置该矩形面的激励方式为集总
端口激励。由之前的理论分析可得,半波偶
极子天线的输入阻抗为73.2Ω,为了达到良
好的阻抗匹配,将负载阻抗也设置为73.2
Ω。
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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:
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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。
同时添加2.5~3.5GHz的扫频设置,扫频类
型选择快速扫频,分析天线在2.5~3.5GHz
频段内的回波损耗和电压驻波比。
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天线与电波传播实验
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