采用ansofthfss10三維電磁仿真軟件對半波偶極子天線進行設(shè)計及仿真、優(yōu)化分析(參考版)
2025-01-16 20:17本頁面
【正文】 最后，還要感謝兩位老師兩周以來的耐心陪伴和指導(dǎo)，讓我們能順利完成此次課程設(shè)計。通過這次課設(shè)，自己對課本上的知識可以應(yīng)用于實際，理論與實際相結(jié)合，加深了自己對課本知識的理解。 首先，設(shè)計之前老師讓跟著視頻學(xué)習(xí)HFSS軟件的基本操作和設(shè)計，通過視頻的學(xué)習(xí)我對HFSS有了更清楚的認(rèn)識，對基本操作更加熟悉，基本的設(shè)計所需參數(shù)修改，器件添加等基本操作可以很熟練的實現(xiàn)。天線結(jié)構(gòu)簡單而緊湊，并且可以通過改變天線某部分的尺寸來得到不同頻率的諧振，使天線工作于不同頻帶，設(shè)計簡單。圖417波偶極子天線xy的增益方向圖圖418波偶極子三維增益方向圖結(jié)論本次課程設(shè)計任務(wù)是用HFSS軟件實現(xiàn)半波偶極子天線設(shè)計。（4）看三維增益方向圖：右鍵“Results”節(jié)點，選擇【Create Far Fields Report】→【3D Polar Plot】, Geomertry選擇3D_ Sphere，在“Category”中選擇“Gain”，在“Quantity”中選擇“GainTotal”，在“Function”中選擇“dB”。 圖416 極子天線xz的增益方向圖（3）查看xy面的增益方向圖:與前面相同的操作， Geomertry選擇H_Plane，在Primary Sweep中選擇Phi為90176。Setu→【InfiniteFar從結(jié)果報告中可知，輸入阻抗為（，）Ω，與前面的理論分析結(jié)果相符。VSWR～。選擇【Create Modal Solution Data Report】→【Smith Chart】命令，打開報告設(shè)置對話框，在該對話框左側(cè)的Solution下拉列表中選擇Setup1:Sweep1,在然后單擊Done按鈕，再點擊Add Trace按鈕即可生成如圖414所示的在5GHz～6GHz頻段內(nèi)的S11的Smith圓圖顯示結(jié)果。然后單擊Done按鈕，再點擊Add Trace按鈕即可生成如圖413所示生成天線的電壓駐波比分析結(jié)果。 圖412 的掃頻分析結(jié)果電壓駐波比VSWR:查看天線電壓駐波比的操作和查看回波損耗S11的操作相似。HFSS擁有強大的數(shù)據(jù)后處理功能，仿真完成后，在數(shù)據(jù)后處理部分能夠給出天線各項性能參數(shù)的仿真分析結(jié)果。右鍵單擊Analysis節(jié)點，選擇【Analyze All】，開始運行仿真計算。選擇【Validation Check】進行設(shè)計檢查。設(shè)置完成后，該掃頻設(shè)置項的名稱Sweep1會添加到工程的求解設(shè)置項Setup1節(jié)點下。設(shè)置完成后，求解設(shè)置項的名稱Setup1會添加到工程樹Analysis節(jié)點下。求解頻率和網(wǎng)格剖分設(shè)置：單擊Analysis節(jié)點，選擇【Add Solution Setup】。） 圖49 Command選項卡分析半波偶極子天線的回波損耗和電壓駐波比。將Advanced Options打勾，然后選擇“Radiating Only”。 圖48 Attribute選項卡圓柱體的圓心坐標(biāo)為（0，0，rad_height），半徑為rad_radius，高度為2*rad_height，如圖49所示。自動返回到集總端口設(shè)置對話框，單擊“下一步”，在對話框中選中“Do Not Renormalize”，完成設(shè)置。因此如圖47所示設(shè)置數(shù)值，接著選擇New Line選項，此時會進入三維模型進行端口積分設(shè)置。設(shè)置該矩形面的激勵方式為集總端口激勵：選中該矩形面，單擊右鍵，選擇【Assign Excitation】→【Lumped Port】，打開集總端口設(shè)置對話框。在Position文本框中輸入頂點坐標(biāo)為（0，dip_radius,gap/2）,在YSize和ZSize文本框中分別輸入矩形面的長和寬為2dip_radius和gap,如圖46所示。新建的矩形面會添加到操作歷史樹的Sheets節(jié)點下，把矩形面的名稱設(shè)置為“Port”，如圖45所示。（2）設(shè)置端口激勵把當(dāng)前工作平面設(shè)置為yz平面：在工具欄上的“XY”下拉列表框中選擇“YZ”?！綞dit】→【Duplicate】→【Around Axis】，將框中Axis選擇X，在Angle輸入180，點擊OK按鈕。在Center Position文本框中輸入圓心坐標(biāo)為（0，dip_radius,gap/2），在Radius文本框中輸入dip_radius，在Height文本框中輸入長度值dip_length，最后單擊確定按鈕退出。雙擊“CreateCylinder”節(jié)點，打開“Command”選項卡，設(shè)置圓柱體的底面圓心坐標(biāo)、半徑和長度。（1）創(chuàng)建偶極子天線模型選擇【Draw】→【Cylinder】，在三維模型窗口中創(chuàng)建一個任意大小的圓
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