天线与HFSS.ppt

天线仿真及软件使用 绘制仿真模型 假设此天线安装于100mm× 100mm的射频基板上，厚度为1mm，材料为FR-4,介电常数4.4。我们考虑采用倒F天线来实现，这是目前在小天线设计上用的最多的一种结构。 如何定义材料 例2 900MHz室内分布全向天线 这个例子主要讲解如何导入AutoCAD图形，并进行后处理，来进行仿真，利用AutoCAD将大大简化仿真时的绘图 这个天线的振子CAD图如下，经过处理后，变为右图。可以看出，这个图用闭合线段分为5个部分，这样做时为了方便在HFSS中进行后出处理。 作图 导入HFSS后，得到右图所示模型，首先用布尔操作挖去2个螺钉孔。 然后Ctrl＋A选定所有物体，在工具栏依次选择Draw →Sweep →Along Vector，然后依次输入下列坐标并回车确认 在弹出的窗口取默认值，回车确认。此时原来模型由两维的平面变维三维的物体，并可以定义材料Copper 偏移坐标轴 旋转坐标轴 创建相对坐标轴 点击工具栏上偏移坐标轴的命令，用鼠标自动捕捉到b和e交界的某一点上。 选定a, b, c, d四个物体 在工具栏选择Edit →Arrange →Rotate 弹出的窗口中选择沿X轴旋转，角度选90deg,回车确定（旋转时采用右手法则，大拇指指向坐标轴正方向） 同样办法，偏移坐标轴到a和b交界处，，然后旋转a和d，旋转时选择沿Z轴旋转，角度90deg，得到下图所示模型 将所有物体旋转完成后，并用布尔操作将他们相加，得到一个新的整体，重命名为ant。 展开Coordinate System，选择Global回到初始的坐标系 点击Cylinder按钮依次输入下列坐标绘制天线底板 定义底板材料为Aluminum，重命名为gnd，自定义颜色。得到结果如图所示。 这里采用同轴线方式馈电 1，同轴线内导体 点击Cylinder按钮依次输入下列坐标 x:0 y:0 z:0.5 ; dx:1.75 dy:0 dz:-10.5 回车确认后重命名为feedin，材料为copper 2，同轴线介质 点击Cylinder按钮依次输入下列坐标 x:0 y:0 z:-4 ; dx:5 dy:0 dz:-6 回车确认后重命名为coaxial，材料为Polyflon CuFlon 3，同轴线外导体 点击Cylinder按钮依次输入下列坐标 x:0 y:0 z:-4 ; dx:5.1 dy:0 dz:-6 回车确认后重命名为feedout，材料为copper 依次执行下列布尔操作： gnd subtract feedout feedout subtract coaxial coaxial subtract feedin ant unite feedin 馈电 同轴线端口如图所示 在端口面上绘制一个馈电用的园，将它命名为port。或者直接输入右图坐标作图。 右键点击port，选择Assign Excitation →Lumped Port。在弹出窗口中直接将name改为port1，其他默认，到下一步。 点击Integration Line下拉菜单，选择New Line 依次输入坐标绘制积分线 x:0 y:-5 z:-10 dx: 0 dy:3.25 dz:0 定义辐射边界 输入以下坐标作一个圆柱体： x: 0 y: 0 z: -50 dx: 100 dy: 0 dz: 150 将圆柱体重命名air，定义材料为air，透明度设为1。 选择air，定义边界为Radiation 绘制天线模型 点击Draw box按钮，在右下角输入适当的坐标，确认 输入相对坐标，确认。在弹出的属性窗修改相应的属性，设置材料 得到如图所示结果box1（局部图） 用同样方法依次画出一下2个box： 完成后得到如左 图所示的结构图 box2 box3 由于天线和介质基板之间有重叠的部分，我们必须将重叠的部分挖掉，否则计算将无法进行 用Ctrl＋鼠标依次选择substrate和box1两个物体，这时工具栏 会变亮 选择 在弹出的窗口中将substrate置于左边，Box1置于右边，将Clone tool objects before subtracting打上勾。这样在相减后会保留Box1，如不选，则将不会保留Box1 关于布尔操作 在这里我们用一个box和一个sphere来解释： Unite Box subtract sphere intersect unite subtract intersect split 对于最后一个操作是指将物体沿坐标平面切开，并可以选择保留另一个坐标正半轴部分还是负半轴部分，或者可以都保留。 用Ctrl＋鼠标将三个box选中，执行布尔加法操作，则三个box合成