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HFSS双频微带天线设计 .pdf

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HFSS双频微带天线设计--第1页

实用

一设计容简介

双频工作是微带天线设计的重要课题之一,相关的设计包括使用多层金属片,具槽

孔负载之矩形金属片,具矩形缺口的正方形金属片,具短金负载的金属片,倾斜槽

孔耦合馈入的矩形金属片等。其中,获得双频工作的一种最简单的方法是辐射贴片

的长度对应一个频率谐振,其宽度对应另一个频率谐振,然后从对角线的一角馈电,

就能使同一个辐射贴片工作于两个频率上。其结构如图1所示。

图1

故在这个设计中,L1是表示馈电点长度方向的x坐标的变量,其值为7mm,表

示的中心频率为2.45GHZ,输入阻抗为50欧姆。L2是表示馈电点的y坐标的变量,

其值为10mm,表示的中心频率为1.7GHZ。输入阻抗为50欧姆。

设计模型的中心在坐标原点上,辐射贴片的长度方向是沿着x轴方向,宽度

方向是沿着y方向的。介质基片的大小是辐射贴片的两倍,参考地面辐射贴片使

用理想薄导体。因为使用50欧姆的同轴线馈电,这里使用半径为0.6mm的材质

为pec的圆柱体模型。而与圆柱体相接的参考地面需挖出一个半径为1.5mm的

圆孔,将其作为信号输入输出端口,该端口的激励方式设置为集总端口激励,端

口归一化阻抗为50欧姆。

HFSS仿真设计过程

1.新建工程文件

(1)运行HFSS并新建工程:双击快捷图标,启动HFSS软件。新建一个工程文

件,工程名为Dual_Patch.hfss文件。

(2)设置求解类型:选择hfss→SolutionType,选中DrivenModal,然后点击OK。

(3)设置模型长度:选择Modeler→Units选项设置为mm。点击OK。

文案

HFSS双频微带天线设计--第1页

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实用

2.添加和定义设计变量

在HFSS→DesignPropertied命令,打开设计属性对话框,然后单击对话框。在

Name文本框中输入第一个变量名称H,在value文本框中输入该变量的初始值

为1.6mm。

使用相同的方法,分别定义变量L0,W0,L1,length,L2。其初始值分别为28mm,

37.26mm,7mm,30mm,10mm点击确定。设计属性对话框如图所示。

3.设计建模

(1)创建介质基片:在主菜单中选择Draw→Box命令,进入创建长方体的状态,

然后三维模型窗口创建任意一个长方体。打开新建长方体属性对话框,把长方体的

名称修改为Substrate,设置材质为FR4_epoxy,设置透明度为0.6.再双击历史树

Substrate下的CreateBox选项,打开Command选项卡,在position文本框中输入顶

点位置坐标为(-L0,-W0,0),在Xsize,Ysize和Zsize文本框中分别输入长方体

的长宽高为2*L0,2*W0,H。如图3-1所示。这时就创建好了名称为Substrate的

介质基片模型。然后按Ctrl+D全屏显示物体模型。

图3-1介质基片模型

(2)创建辐射贴片:在主菜单中选择Draw→rectangle命令,进入创建矩形面的

状态,然后任意创建一个矩形面。双击Solids节点下的rectangle1选项,打开新建

矩形面属性对话框的Attribute选项卡,把矩形面的名称修改为Patch,设置透明度为

0.4.再双击历史树Substrate下的Createrectangle选项,打开Command

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