基于HFSS缝隙耦合贴片天线的仿真设计报告

基于 HFSS 缝隙耦合贴片天线的仿真设计

实验目的：运用HFSS的仿真能力对矩形微带天线进行仿真 实验内容：矩形微带天线仿真：工作频率6.45GHz 天线结构尺寸如表所示： 名称 Sub_UP Sub_Down Patch MSLine Port Air Slot GND 起点 -80,-50,-3 -80,-50,0 -50,-15,5 -80,-2.5,-3 -80,-2.5,-3 -100，-80，-20 -31,-7,0 -80,-50,0 尺寸 140,100,3 140,100,5 40,30,0 70,5,0 5,3,0 200，160，60 2,14,0 140,100,0 类型 Box Box Rectangle Rectangle Rectangle Box Rectangle Rectangle 材料 Dupont Type 100(tm) Duroid(th) Vacumn 一、新建文件、重命名、保存、环境设置。 （1）、菜单栏File>>save as,输入2011210841，点击保存。 插入模型设计

重命名 ------ 输入2011210841

（2）. 设置激励终端求解方式：菜单栏HFSS>Solution type>Driven Termin ，点击OK。

（3）、设置模型单位：Modeler>Units选择mm ，点击OK。

（4）、菜单栏Tools>>Options>>Modeler Options,勾选”Edit properties of new pri”, 点击OK。

二、 建立微带天线模型

(1)创建Sub_Down,点击 ,起始点：x:-80，y:-50，z:-3，dx:140,dy:100,dz:3

修改名称为Sub_Down, 修改材料属性为 \

(2) 基片Sub_UP：点击

，：x:-80，y:-50，z:0。dx: 140，dy: 100，dz:5，

修改名称为Sub_UP，修改材料属性为Duroid （tm），修改颜色为绿色 ，透明度

0.6。

点击OK

(3) 建立

GND，

点击，命名为GND，点击OK。

双击GND下方CreatRectangle

x:-80,y:-50,z:0.dx:140,dy:100,dz:0

(4) 建立天线Patch

点击

，命名为Patch，透明度0.4

双击GND下方CreatRectangle

x:-50,y: -15, ,z: 5 ， dx:40，dy:30，dz: 0

(5) 建立微带线MSLine

点击

，命名为MSLine，透明度0.4

双击MSLine下方CreatRectangle

x:-80,y: -2.5, ,z:-3 ， dx:70，dy:5，dz: 0

(6) 建立缝隙Slot

点击

，命名为Slot，透明度0.4

双击Slot下方CreatRectangle

x:-31,y: -7, ,z: 0 ， dx:2，dy:14，dz: 0

(7)选中GND和Slot，点击Modeler>Boolean>Subtract

点击OK

（8）、建立端口。创建供设置端口用的矩形，该矩形连接馈线与地 。 Modeler>Grid Plane>XZ，或者 设置点击

，创建Port。命名为port

双击Port下方CreatRectangle

输入：起始点：x: -80，y: -2.5，z:-3，尺寸： dx:0，dy: 5，dz: 0

（9）、创建Air。 点击

，x:-100，y:-80，z:-20， dx:200, dy:160 dz:60

修改名字为Air，透明度0.8.

总视图

三、 设置边界条件和端口激励。

（1）设置理想金属边界：选择GND，右击Assign Boundaries>>Perfect E

将理想边界命名为：PerfE_GND，，点击OK。

（2）设置理想金属边界：选择Patch，右击Assign Boundaries>>Perfect E

在对话框中将其命名为PerfE_Patch ，点击OK。

（3）、设置边界条件：选择MSLine，点击Assign Boundaries>>Perfect E

在对话框中将其命名为PerfE_MSLine ，点击OK。

（4）、设置激励。选中port，右击。Assign Excitations>>Lumped Port

将端口命名为Port，勾选GND。点击OK。

（5）、设置辐射边界。

选中Air，右击Assign Boundaries>>Radiation，

命名为Rad1，点击OK。

四、 求解设置 ，设置求解频率。

（1）、求解设置

右击Analysis >> Add Solution Setup

?

Solution Frequency: 6.45GHz，Maximum Number of Passes: 15，Maximum Delta S per Pass: 0.02 ,点击确定。

（2）、设置求解频率

右击Setup1，>>Add Frequency Sweep

选择Setup1，Sweep Type: Fast， Frequency Setup Type: Linear Count，Start:6GHz，Stop:7GHz，step size: 0.01，选中Save Field复选框 ,点击OK。

（3）、设置无限大球面。

右击Radiation>Insert Far Field Setup>Infinite Sphere

3D Phi: Start: 0deg，Stop: 360deg，Step: 10deg Theta: Start: 0deg，Stop: 180deg，Step: 10deg

五、设计检查与分析。

点击

，点击Close。

右击Analyse>>Analye All。

进程框

信息管理框，显示结果。

六、 后处理操作 ?

（1）、 S参数

右击Result>>Create Terminal solution data Report>>rectangle Plot

Report Type: Modal S Parameters;Display Type: Rectangle，在Trace窗口中设置，Solution: Setup1: Sweep1，Domain: Sweep，点击Y标签，Category: S parameter，Quantity: S(p1,p1)，Function: dB.

点击New Report.

（2）电压驻波比

右击Result>>Create Terminal solution data Report>>rectangle Plot

如下图选择

结果

（3）、Smith 圆图

右击Result>>Create Terminal solution data Report>>Smith chart

如下图选择

点击New Report.

(4)、平面方向图

右击Radiation >>insert Far Field Setup>>Infinite sphere.

如下设置

右击result>>created far fileds report>>radiation pattern

如图设置分别选择XOY,Gain,GainTotal,dB.

点击New Report.

（5）、3D远场增益方向图。

右击Results>Create Far Fields Report>>Radiation Pattern.

在Trace窗口中设置：Solution: Setup1: LastAdptive，在Sweeps标签中，在Name中点击变量Phi，在下拉菜单中选择Theta，Category: Gain；Quantity: Gain Total；Function: dB.

点击New Report.

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