【正文】 Far Field SetupInfinite Sphere。在Infinite Sphere標(biāo)簽中做以下設(shè)置：Phi：Start：0 deg，Stop：180deg，Step：90 deg；Theta：Start：0 deg，Stop：360 deg，Step：10 deg。 11 后處理操作(1)S參數(shù)（反射系數(shù)）。繪制該問(wèn)題的反射系數(shù)曲線，該問(wèn)題為單端口問(wèn)題，因此反射系數(shù)是s11。點(diǎn)擊菜單欄HFSSResultCreate Report。選擇：Report Type：Modal S Parameters ；Display Type：Rectangle。Trace窗口：Solution：Setup1:Sweep1； Domain：Sweep 點(diǎn)擊Y標(biāo)簽，選擇：Category：S parameter；Quantity：S（p1，p1）；Function：dB，然后點(diǎn)擊Add Trace按鈕。點(diǎn)擊Done按鈕完成 操作，繪制出反射系數(shù)曲線。(2)2D輻射遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖。在菜單欄點(diǎn)擊HFSSResult Create Report。選擇：Report Type：Far Fields；Display Type：Radiation Pattern。Trace 窗口：Solution：Setup1：LastAdptive；Geometry：ff_2d。在Sweep標(biāo)簽中，在Name這一列中點(diǎn)擊第一個(gè)變量Phi，在下拉菜單中選擇The。點(diǎn)擊Mag標(biāo)簽，選擇：Category ：Gain；Quantity：GainTotal；Function：dB,點(diǎn)擊Add Trace按鈕。最后點(diǎn)擊Done，繪制出方向圖。結(jié)果分析 對(duì)探針位置的探討地板長(zhǎng)、寬、高分別為： dX：90，dY：90，dZ：0。介質(zhì)基片長(zhǎng)、寬、高：dX：45，dY：45，dZ：5；材料為Rogers R04003。貼片Patch長(zhǎng)、寬、高： dX：32，dY：32，dZ：0。探針中心點(diǎn)的坐標(biāo)：X：0，Y：8，Z：0；半徑：dX：0, dY：，dZ：0；高度：dX：0，dY：0，dZ：5；材料設(shè)置為pec。模型如圖4所示：圖4 矩形貼片天線3D模型(探針在Y軸)(1)反射系數(shù)曲線在如上所述的求解頻率和掃頻的條件下，繪制反射系數(shù)曲線，如圖5所示。圖5 反射系數(shù)圖（Y軸）(2)2D輻射遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖在如上所述的求解頻率和掃頻的條件下，繪制2D輻射遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖，如圖6所示。圖6 2D輻射遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖（Y軸）分析： 當(dāng)探針在Y軸上時(shí)， GHz。由遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖可看出，有一個(gè)小的背瓣。 GHz左右， GHz，因此需要進(jìn)行優(yōu)化。 探針位置在X軸上探針中心點(diǎn)的坐標(biāo)：X：8，Y：0，Z：0；半徑：dX：, dY：0，dZ：0；高度：dX：0，dY：0，dZ：5；材料設(shè)置為pec。模型如圖7所示：圖7 矩形貼片天線3D模型(探針在X軸)(1)反射系數(shù)曲線在如上所述的求解頻率和掃頻的條件下，繪制反射系數(shù)曲線，如圖8所示。圖8 反射系數(shù)圖（X軸）(2)2D輻射遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖在如上所述的求解頻率和掃頻的條件下，繪制2D輻射遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖，如圖9所示。圖9 2D輻射遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖（X軸）分析：當(dāng)探針在X軸上時(shí)， GHz。由遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖可看出，有一個(gè)小的背瓣。 GHz左右， 。 探針在對(duì)角線位置上 探針中心點(diǎn)的坐標(biāo)：X：，Y：，Z：0；半徑：dX：, dY：0，dZ：0；高度：dX：0，dY：0，dZ：5；材料設(shè)置為pec。模型如圖10所示：圖10 矩形貼片天線3D模型(探針在對(duì)角線軸)(1)反射系數(shù)曲線在如上所述的求解頻率和掃頻的條件下，繪制反射系數(shù)曲線，如圖11所示。圖11 反射系數(shù)圖（對(duì)角線）(2)2D輻射遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖在如上所述的求解頻率和掃頻的條件下，繪制2D輻射遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖，如圖12所示。圖12 2D輻射遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖（對(duì)角線上）分析：當(dāng)探針在對(duì)角線上時(shí)，回波損耗為29dB，，可知工作頻帶很窄。由遠(yuǎn)場(chǎng)圖可知，此位置仍有一個(gè)小的背瓣。因此，探針在這個(gè)工作特性很好，但工作帶寬有點(diǎn)窄。探針中心點(diǎn)的坐標(biāo)：X：8，Y：8，Z：0；半徑：dX：, dY：0，dZ：0； 高度：dX：0，dY：0，dZ：5；材料設(shè)置為pec。模型如圖13所示：圖13 矩形貼片天線3D模型(探針在對(duì)角線軸)(1)反射系數(shù)曲線在如上所述的求解頻率和掃頻的條件下，繪制反射系數(shù)曲線，如圖14所示。圖14 反射系數(shù)圖（對(duì)角線）(2)2D輻射遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖在如上所述的求解頻率和掃頻的條件下，繪制2D輻射遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖，如圖15所示。圖15 2D輻射遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖（對(duì)角線上）分析： 當(dāng)將探針設(shè)置在此位置時(shí)， ,。由遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖可知，在此位置有一個(gè)小的背瓣。探針在這個(gè)位置工作特性很好，工作頻帶也較寬。此外還可知在對(duì)角線上越靠近中心，天線性能越好。 改變貼片尺寸地板長(zhǎng)、寬、高分別為： dX：90，dY：90，dZ：0。介質(zhì)基片長(zhǎng)、寬、高：dX：45，dY：45，dZ：5；材料為Rogers R04003。貼片Patch長(zhǎng)、寬、高： dX：，dY：，dZ：0。探針中心點(diǎn)的坐標(biāo)：X：8，Y：0，Z：0；半徑：dX：, dY：0，dZ：0；高度：dX：0，dY：0，dZ：5；材料設(shè)置為pec。模型如圖16所示。圖16 矩形貼片天線3D模型(貼片尺寸改變)(1)反射系數(shù)曲線仍在上述所設(shè)求解頻率和掃頻的條件下，繪制反射系數(shù)曲線，如圖17所示。圖17 反射系數(shù)曲線（貼片尺寸改變）(2)2D輻射遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖在如上所述的求解頻率和掃頻的條件下，繪制2D輻射遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖，如圖18所示。圖18 2D輻射遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖（貼片尺寸改變）分析： 當(dāng)其他條件不變，改變貼片尺寸（由32mm**）時(shí)， ,。由遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖可知，在此位置仍有一個(gè)小的背瓣。探針在這個(gè)位置（X軸）工作特性不錯(cuò)，工作頻帶也較寬。 改變探針半徑，其他條件不變，則所形成的反射系數(shù)圖和2D輻射遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖如圖19，圖20所示。圖 19 反射系數(shù)圖曲線（）圖20 2D輻射遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖()分析：① 在上一步的基礎(chǔ)上，改變探針半徑（）時(shí)， ,。② 由遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖可知，在此位置仍有一個(gè)小的背瓣。③ 此時(shí)，探針不在工作頻點(diǎn)，可知探針半徑太小，但由上研究可知，半 GHz（這個(gè)問(wèn)題由于時(shí)間問(wèn)題沒(méi)研究）?？偨Y(jié)：① 當(dāng)頻率低于工作頻點(diǎn)時(shí)，優(yōu)化天線的措施有：改變探針位置、探針半徑、貼片尺寸等，均可以使其工作在頻點(diǎn)（）。② 對(duì)于矩形貼片可知：當(dāng)探針在坐標(biāo)軸上時(shí)，天線性能不是很理想；當(dāng)在對(duì)角線上時(shí)，天線的性能較理想，工作頻帶較在坐標(biāo)軸的位置要窄，而且探針在對(duì)角線上靠近中心的位置上，天線的性能更好。③ 當(dāng)改變探針半徑時(shí)，半徑減小，工作頻率變大。通過(guò)調(diào)整可以使貼片工作在頻點(diǎn)。設(shè)計(jì)體會(huì)微波課設(shè)在短短的幾天時(shí)間里完成了。首先非常感謝老師以及各位學(xué)長(zhǎng)的幫助和指導(dǎo)。由于老師已經(jīng)在指導(dǎo)書(shū)上列出了很詳細(xì)的操作步驟，設(shè)計(jì)思路都體現(xiàn)在里面，因此這次課設(shè)上手還是很快的。這使我們能夠很快的把握住設(shè)計(jì)思路，進(jìn)一步學(xué)會(huì)如何利用HFSS10這款軟件設(shè)計(jì)微帶天，并通過(guò)所形成的遠(yuǎn)區(qū)輻射場(chǎng)圖和S曲線分析矩形微帶天線的特性。學(xué)習(xí)將基礎(chǔ)的理論知識(shí)應(yīng)用到微帶天線的實(shí)際設(shè)計(jì)中。做完之后再回頭想一下，按照公式計(jì)算出來(lái)的矩形天線的參數(shù)運(yùn)用到實(shí)際時(shí)，并不能使天線達(dá)到理想的輻射狀態(tài)。這可能是由于一些共識(shí)的近似表示以及實(shí)際天線所處環(huán)境等因素造成。由此可知，在具體設(shè)計(jì)微帶天線時(shí)要根據(jù)實(shí)際的情況對(duì)天線進(jìn)行優(yōu)化處理，使其達(dá)到理想輻射特點(diǎn)。當(dāng)然在做實(shí)驗(yàn)時(shí)并不是特別順利，所幸的是，在老師和幾位學(xué)長(zhǎng)的幫助指導(dǎo)下解決了，并從中學(xué)到很多東西。此外，在這次課設(shè)中同學(xué)間的配合也是相當(dāng)重要的。每個(gè)學(xué)生對(duì)老師課堂所講的內(nèi)容的接收程度不同。只有同學(xué)間的相互配合，提出問(wèn)題，然后討論最后解決，才能使課設(shè)結(jié)果達(dá)到更好的效果。參考文獻(xiàn)《微波天線與技術(shù)》 西安電子科技大學(xué)出版社 劉學(xué)觀 郭輝萍 編著。