矩形微带天线
(4)在新打开的界面中,单击Integration Line项的None,从其下拉菜单表中单击New Line?,设置集总端口的积分校准线。在状态栏的X,Y和Z文本框中输入积分线起点坐标(10,0,0),然后按回车键确定;紧接着在状态栏的dX,dY和dZ文本框中输入1,0,0然后按回车确认;状态栏的输入状态如图所示。
(5)此时,退出设置积分线状态,回到“集总端口设置”对话框,单击下一步按钮直到结束,完成集总端口激励方式设置。
(6)设置完成后,集总端口激励P1会添加到工程树的Excitations节点下,单击Excitations节点左侧的+按钮,展开该节点,选中激励P1,然后单击工具栏
按钮,放大显示上面添加的激励端口P1,如图所示。1所指的就是积分校
准线。
七.添加和使用变量
添加设计变量Length,初始值为31.0mm,用以表示微带贴片的长度;添加设计变量Width,初始值为41.4mm,用以表示微带贴片的宽度;添加设计变量Xf,初始值为9.5mm,用以表示同轴线的圆心点的X坐标。
1.添加设计变量
(1)从主菜单栏选择【HFSS】>【Design Properties】命令,打开“设计属
性”对话框,单击对话框的Add?按钮,打开Add Property对话框。
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(2)在对话框,Name项输入变量名Length,Value项输入变量的初始值31mm,然后单击ok按钮;此时,添加了变量Length。
(3)重复步骤(2),添加变量Width和Xf,其初始值分别为41.4mm和9.5mm。 (4)最后单击“设计属性”对话框的确定按钮,完成变量定义。
2.在模型中使用变量
使用变量Length和Width表示微带贴片Patch的长度和宽度,并设置微带贴片的起点坐标为(-Length/2,-Width/2,5mm)。使用变量Xf代替同轴馈线Feed的底部圆心和集总端口Port的圆心在x方向的坐标。
(1)展开操作历史树下的Sheets节点,找到并展开Perfect E节点,在展开Perfect E节点下的Patch节点,双击Patch节点下的CreateRectangle,打开微带贴片Patch的“属性”对话框。 (2)在对话框中,把Position项对应的Value值由原来的(-15.5,-20.7,5)改为(-Length/2,-Width/2,5mm),把XSize和YSize项对应的Value值由原来的31和41.4改为变量Length和Width。 (3)单击确定,完成设置。
(4)重复步骤(1)在操作历史树pec节点下找到并展开Feed节点,在Feed节点下双击CreateCylinder,打开同轴馈线Feed的“属性”对话框。在该对话框中,把Center Position项对应的Value值由原来的(9.5,0,0)改为(Xf,0,0),然后单击确定按钮完成。 (5)重复步骤(1)在操作历史书Sheets>Lumped Port节点下找到并展开Port,
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在Port节点下双击CreateCircle,打开同轴馈线Feed的“属性”对话框。在该对话框中,把Center Position项对应的Value值由原来的(9.5,0,0)改为(Xf,0,0)。然后单击确定完成。
八.求解设置
本次设计的微带贴片天线中心频率在2.45GHz,因此设置HFSS的求解频率为2.45Ghz;同时添加1.5~3.5GHz的扫描设置,选择快速扫频类型,分析天线在1.5~3.5GHz频段的回波损耗或者电压驻波比。
1. 求解设置
(1)右键单击工程树下的Analysis节点,从弹出的菜单中选择【Add Solution Setup】命令,打开如下的对话框。 (2)在该对话框中,Setup Name项保留默认名字,Solution项输入2.45GHz,Maximum Number of Passes项输入15,Maximum Delta S项输入0.02,其他项保持默认设置。然后单击确定按钮,完成设置。
(3)完成设置后,求解设置的名称Setup1会添加到工程树的Analysis节点下。
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2. 扫描设置
(1)展开工程树Analysis节点,选中求解设置项Setup1,单击右键,从弹出菜单中选择【Add Frequency Sweep】,打开Edit Sweep对话框,进行扫描设置。 (2)在该对话框中,Sweep Name项保留默认名称,Sweep Type项选择快速扫频类型Fast;在Frequency Setup栏,Type项现在LinearCount,start项输入1.5GHz,Stop项输入3.5Ghz,Count项输入41.然后单击ok按钮,完成扫频设置。
(3)设置完成后,扫频设置项的名称Sweep1会添加到工程树Analysis节点的Setup1下面。
九.设计检查和运行仿真分析
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通过前面的操作,我们已经完成了模型创建和求解设置等HFSS设计的前期工作,接下来就可以运行仿真计算,并查看分析结果了。在运行仿真计算前,通常需要进行设计检查,检查设计的完整性和正确性。
从主菜单栏现在【HFSS】>【Validation】命令,进行设计检查。此时,会弹出如下所示的“检查结果显示”对话框,该对话框中的每一个项都显示图标√,表示当前的HFSS设计正确,完整。单击Close关闭对话框,准备运行仿真计算。
右键单击工程树下的Analysis节点,从弹出的菜单中选择【Analyze All】命令,进行仿真计算。仿真计算过程中,工作界面上的进度条窗口会显示出求解进度,信息管理窗口也会有相应的信息提示,并会在仿真计算完成后,给出完成提示信息。
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十.查看天线的谐振点
查看天线信号端口回波损耗的扫描分析结果,给出天线的谐振点。 (1)右键单击工程树下的Results节点,在弹出菜单中选择【Output Variable】命令,打开报告设置对话框。
(2)在该对话框中,确定Solution项选择的是Setup1:Sweep1,Domain项选择的是Sweep,在Category栏选中S Parameter,Quantity栏选中S(P1,P1),Function栏选中dB。
(3)此时生成S11在1.5到3.5GHz的扫频曲线报告。
(4)单击选中的曲线,然后标记出曲线的最小值点m1,并在图中显示出最小点的坐标。可以看出,当频率为2.35GHz时,S11最小,S11最小值约为-15.1dB。
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