微帶天線仿真設(shè)計-在線瀏覽
2025-08-08 23:01本頁面
【正文】 元相連接。天線的中心頻率為 ，因此設(shè)置 HFSS 的求解頻率（即自適應(yīng)網(wǎng)格剖分頻率）為 ，同時添加～ 的掃頻設(shè)置，分析天線在 ～ 頻段內(nèi)的回波損耗或者電壓駐波比。 本章設(shè)計的矩形微帶天線工作于 ISM 頻段，其中心頻率為 ；無線局域網(wǎng)（ WLAN）、藍(lán)牙、 ZigBee 等無線網(wǎng)絡(luò)均可工作在該頻段上。微帶天線的 3 個關(guān)鍵參數(shù)如下：工作頻率 f0 = ；介質(zhì)板材的相對介電常數(shù)ε r = ；介質(zhì)層厚度 h = 5mm。 1．矩形貼片的寬度 W 根據(jù)公式 1/201c ()22rW f ? ??? 把 c= 108m/s， f0=， ε r= 代入，可以計算出微帶天線矩形貼片的寬度，即 W = = 2．有效介電常數(shù)ε e 根據(jù)公式 1 / 211 (1 1 2 )22rre hW??? ???? ? ? 把 h=5mm， W=， ε r= 代入，可以計算出有效介電常數(shù)，即ε e= 3．輻射縫隙的長度Δ L 根據(jù)公式 ( 0 .3 ) ( / 0 .2 6 4 )0 .4 1 2 ( 0 .2 5 8 ) ( / 0 .8 )eeWhLh Wh?? ???? ?? 把 h=5mm， W=，ε eff= 代入，可以計算出微帶天線輻射縫隙的長度，即Δ L = 4．矩形貼片的長度 L 根據(jù)公式 5 01 22ecLLf ?? ? ? 把 c= 108m/s， f0=，ε e =，Δ L= 代入，可以計算出微帶天線矩形貼片的長度，即 L = 5．參考地的長度 LGND 和寬度 WGND 根據(jù)公式 6GNDL L h?? 6GNDW W h?? 把 h=5mm， W=， L= 分別代入，可以計算出微帶天線參考地的長度和寬度，即 LGND≥ , WGND≥ 6．同軸線饋點(diǎn)的位置坐標(biāo)（ xf， yf） 根據(jù) ε r=， W=， L= 很容易 可以計算出微帶天線同軸線饋點(diǎn)的位置坐標(biāo)（ xf， yf），即 xf = , yf = 0mm。在 HFSS 中如果需要計算遠(yuǎn)區(qū)輻射場，必須設(shè)置輻射邊界表面或者 PML 邊界表面，這里使用輻射邊界條件。因?yàn)槭褂昧溯椛溥吔绫砻妫酝S饋線的信號輸入 /輸出端口位于模型內(nèi)部，因此端口激勵方式需要定義為集總端口激勵。 HFSS 運(yùn)行后，會自動新建一個工程文件，選擇主菜單【 File】→【 Save As】命令，把工程文件另存為 ；然后右鍵單擊工程樹下的設(shè)計文件名稱HFSSDesign1，從彈出菜單中選擇【 Rename】命令項(xiàng)，把設(shè)計文件重新命名為 Patch。從主菜單欄選擇【 HFSS】→【 Solution Type】，打開如圖 所示的 Solution Type 對話框，選中 Driven Modal 單選按鈕，然后單擊 OK 按鈕，退出對話框，完成設(shè)置 。 從主菜單欄選擇【 Modeler】→【 Units】命令，打開 “模型長度單位設(shè)置”對話框。 4. 建模相關(guān)選項(xiàng)設(shè)置 從主菜單欄選擇【 Tools】→【 Options】→【 Modeler Options】命令，打開 3D Modeler Options 對話框，單擊對話框 Drawing 選項(xiàng)卡，選中 Drawing 選項(xiàng)卡界面的 Edit properties of newprimitive 復(fù)選框，然后單擊“確定”按鈕，退出對話框，完成設(shè)置。 （ 1） 從主菜單欄選擇【 Draw】→【 Rectangle】命令 ，進(jìn)入創(chuàng)建矩形面模型的狀態(tài)。 （ 2） 單擊該對話框的 Command 選項(xiàng)卡，在 Position 項(xiàng)對應(yīng)的 Value 值處輸入矩形面起始點(diǎn)坐標(biāo)（ ?45， ?45， 0），在 XSize 項(xiàng)對應(yīng)的 Value 值處輸入矩形面的長度 90， YSize 項(xiàng)對應(yīng)的 Value 值輸入矩形面的寬度 90；然后單擊對話框的 Attribute 選項(xiàng)卡 ，在 Name 項(xiàng)對應(yīng)的 Value 值處輸入矩形面的名稱 GND，單擊 Transparent 項(xiàng)對應(yīng)的 Value 值按鈕，設(shè)置模型透明度為 ；如圖 所示。 圖 （ 3） 在三維模型窗口，單擊選中新建的矩形面模型，選中后的模型會高亮顯示。在打開的對話框中， Name 項(xiàng)對應(yīng)的文本框處輸入 PerfE_GND，將理想導(dǎo)體邊界命名為 PerfE_GND，然后單擊對話框按鈕結(jié)束。 圖 E Boundary 設(shè)置對話框 8 創(chuàng)建一個長寬高為 80mm 80mm 5mm 的長方體作為介質(zhì)板層，介質(zhì)板層的底部位于參考地上（即 z=0 的 xOy 面上），其頂點(diǎn)坐標(biāo)為（ ?40， ?40， 0），介質(zhì)板的材料為 R04003，介質(zhì)板層命名為 Substrate。此時，彈出長方體的“屬性”對話框。 （ 3）單擊對話框的 Attribute 選項(xiàng)卡，在 Name 項(xiàng)對應(yīng)的 Value 值處輸入長方體的名稱Substrate；單擊 Material 項(xiàng)對應(yīng)的 Value 值按鈕，通過對話框左上方的 Search By Name 項(xiàng)搜索并選中介質(zhì)材料 Rogers R04003，然后單擊 ok按鈕，設(shè)置長方體的材料為 Rogers 04003；單擊 Color 項(xiàng)對應(yīng)的 Edit 按鈕，將模型的顏色設(shè)置為綠色；單擊 Transparent 項(xiàng)對應(yīng)的 Value 值按鈕，設(shè)置模型透明度為 ；最后單擊“屬性”對話框的按鈕，完成設(shè)置，退出對話框。 9 （ 1）從主菜單欄選擇【 Draw】→【 Rectangle】命令，或者單擊工具欄按鈕，進(jìn)入創(chuàng)建矩形面模型的狀態(tài)；在三維模型窗口任一位置單擊鼠標(biāo)左鍵確定一個點(diǎn)；然后在 xy 面上移動鼠標(biāo)光標(biāo)，繪制出一個矩形后單擊鼠標(biāo)左鍵確定第二個點(diǎn)。 （ 2）單擊該對話框的 Command 選項(xiàng)卡，在 Position 項(xiàng)對應(yīng)的 Value 值處輸入矩形面起始點(diǎn)坐標(biāo)（ ?， ?， 5），在 XSize 和 YSize 項(xiàng)對應(yīng)的 Value 值處輸入矩形面的長度 和寬度 。最后，單擊按鈕 “確定 ”結(jié)束。 10 圖 創(chuàng)建的微帶貼片 （ 4）在三維模型窗口單擊右鍵，從彈出菜單中選擇【 Assign Boundary】→【 Perfect E】，打開如圖 所示的 Perfect E Boundary 對話框，給微帶貼片 Patch 分配理想導(dǎo)體邊界條件，并將理想導(dǎo)體邊界命名為 PerfE_Patch，然后單擊按鈕 ok 結(jié)束。 （ 1）從主菜單欄選擇【 Draw】→【 C
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