微帶天線仿真設(shè)計(jì)圓形側(cè)饋

1、-. z. *理工大學(xué)微波技術(shù)與天線課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：微帶天線仿真設(shè)計(jì)學(xué)生* 學(xué) 號 專業(yè)班級 指導(dǎo)教師 *理工大學(xué)現(xiàn)代科技學(xué)院專業(yè)班級學(xué)生*課程名稱微波技術(shù)與天線課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)名稱微波器件或天線設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)周數(shù)1.5周指導(dǎo)教師設(shè)計(jì)任務(wù)主要設(shè)計(jì)參數(shù)1熟悉HFSS仿真平臺的使用 2熟悉微帶天線的工作原理與設(shè)計(jì)方法3 在HFSS平臺上完成如下仿真設(shè)計(jì)題目一：三角形微帶天線設(shè)計(jì)同軸饋，900MHz，1800MHz /2.4GHz， 4GHz /2.4GHz，5.8GHz*為1、6完成此題題目二：三角形微帶天線設(shè)計(jì)側(cè)饋，900MHz，1800MHz /2.4GHz， 4GHz /2.4GHz，5.8GHz*

2、為2、7完成此題題目三：圓形微帶天線設(shè)計(jì)同軸饋，900MHz，1800MHz /2.6GHz， 4GHz /2.4GHz，5.8GHz*為3、8完成此題題目四：圓形微帶天線設(shè)計(jì)側(cè)饋，900MHz，1800MHz /2.6GHz， 4GHz /2.4GHz，5.8GHz*為4、9完成此題題目五：半波偶極子天線設(shè)計(jì)，900MHz，1800MHz /2.6GHz， 4GHz /2.4GHz，5.8GHz*為5、0完成此題4 結(jié)合同組其他同學(xué)的設(shè)計(jì)結(jié)果完成對于構(gòu)造參數(shù)與性能之間關(guān)系的探討5 在1.5周內(nèi)完成設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)要求6. 5：分組、任務(wù)分配、任務(wù)理解6. 6：查閱參考資料，理論上熟悉所設(shè)

3、計(jì)的器件的工作原理與特性，完成方案的設(shè)計(jì)6. 76.9：熟悉仿真平臺的使用，完成在平臺上的建模，設(shè)置，結(jié)果提取與分析，以及驗(yàn)收。6. 12：同組同學(xué)結(jié)果匯總及討論6.136.14：設(shè)計(jì)說明書的撰寫在設(shè)計(jì)過程中，作為設(shè)計(jì)小組成員，每位同學(xué)要具有團(tuán)隊(duì)意識和合作精神，并最終獨(dú)立完成自己的設(shè)計(jì)任務(wù)。主要參考資 料*學(xué)觀，微波技術(shù)與天線，*電子科技大學(xué)電，2008李明洋，HFSS應(yīng)用設(shè)計(jì)詳解，人民郵電，2010學(xué)生提交歸檔文件1、相關(guān)知識及根本原理2、參數(shù)歸納：材質(zhì)、尺寸3、軟件仿真過程及結(jié)果分析4、設(shè)計(jì)總結(jié)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書注：課程設(shè)計(jì)完成后，學(xué)生提交的歸檔文件應(yīng)按，封面任務(wù)書說明書圖紙的順序進(jìn)展裝訂上交

4、大*圖紙不必裝訂指導(dǎo)教師簽名： 日期： 裝訂線專業(yè)班級 * * 成績設(shè)計(jì)題目微帶天線仿真設(shè)計(jì)圓形側(cè)饋設(shè)計(jì)目的1.理解和掌握微帶天線的設(shè)計(jì)原理2.選定微帶天線的參數(shù)：工作頻率、介質(zhì)基片厚度、貼片模型及饋電點(diǎn)位置。3.創(chuàng)立工程并根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸參數(shù)指標(biāo)繪制微帶天線HFSS模型。4.保存工程后設(shè)定邊界條件、求解掃描頻率，生成S參數(shù)曲線和方向圖。5.觀察比照不同尺寸參數(shù)的微帶天線的仿真結(jié)果，并分析它們對性能的影響。三、設(shè)計(jì)原理矩形貼片是微帶貼片天線最根本的模型，本設(shè)計(jì)就是基于微帶貼片天線根底理論以及熟練掌握HFSS10仿真軟件根底上，設(shè)計(jì)一個(gè)右手圓極化矩形貼片天線，其工作頻率為2.45GHz，分析其遠(yuǎn)區(qū)輻

5、射場特性以及S曲線。 矩形貼片天線示意圖四、貼片天線仿真步驟1、建立新的工程運(yùn)行HFSS，點(diǎn)擊菜單欄中的ProjectInsert HFSS Dessign，建立一個(gè)新的工程。2、設(shè)置求解類型1在菜單欄中點(diǎn)擊HFSSSolution Type。2在彈出的Solution Type窗口中a選擇Driven Modal。b點(diǎn)擊OK按鈕。3. 設(shè)置模型單位將創(chuàng)立模型中的單位設(shè)置為毫米。1在菜單欄中點(diǎn)擊3D ModelerUnits。 裝訂線2設(shè)置模型單位：a在設(shè)置單位窗口中選擇：mm。b點(diǎn)擊OK按鈕。4、創(chuàng)立微帶天線模型1創(chuàng)立地板GroundPlane。在菜單欄中點(diǎn)擊DrawRectangle,創(chuàng)立

6、矩形模型。在坐標(biāo)輸入欄中輸入起始點(diǎn)的坐標(biāo)：*：-45，Y：-45，Z：0按回車鍵。在坐標(biāo)輸入欄中輸入長、寬：d*：90，dY：90，dZ：0按回車鍵。在特性Property窗口中選擇Attribute標(biāo)簽，將該名字修改為GroundPlane。2為GroundPlane設(shè)置理想金屬邊界。在菜單欄中點(diǎn)擊EditSelectBy Name。在對話框中選擇GroundPlane，點(diǎn)擊OK確認(rèn)。在菜單欄中點(diǎn)擊HFSSBoundariesAssignPerfect E。在理想邊界設(shè)置窗口中，將理想邊界命名為PerfE_Ground，點(diǎn)擊OK確認(rèn)。在3D模型窗口中將3D模型以適宜的大小顯示可以用Ctrl+

7、D來操作。3建立介質(zhì)基片。在菜單欄中點(diǎn)擊DrawBo*或者在工具欄中點(diǎn)擊按鈕，創(chuàng)立長方體模型。在右下角的坐標(biāo)輸入欄中輸入長方體的起始點(diǎn)位置坐標(biāo)：*: -22.5，Y：-22.5，Z：0。按回車鍵完畢輸入。輸入各坐標(biāo)時(shí)，可用Tab鍵來切換。輸入長方體*、Y、Z三個(gè)方向的尺寸：d*：45，dY：45，dZ：5按回車鍵完畢輸入。在特性Property窗口中選擇Attribute標(biāo)簽，將該名字修改為Substrate。點(diǎn)擊Material選項(xiàng)后面的按鈕，將材料設(shè)置為Rogers R04003。點(diǎn)擊Color后面的Edit按鈕，將顏色設(shè)置為綠色，點(diǎn)擊OK確認(rèn)。4建立貼片Patch。在介質(zhì)基片上創(chuàng)立貼片天

8、線。在菜單欄中點(diǎn)擊DrawRectangle,創(chuàng)立矩形模型。在坐標(biāo)輸入欄中輸入起始點(diǎn)的坐標(biāo)：*：-16，Y：-16，Z：5按回車鍵。在坐標(biāo)輸入欄中輸入長、寬：d*：32，dY：32，dZ：0按回車鍵。在特性Property窗口中選擇Attribute標(biāo)簽，將該名字修改為Patch。點(diǎn)擊Corlor后面的Edit按鈕，將顏色設(shè)置為黃色，點(diǎn)擊OK確認(rèn)。5為Patch設(shè)置理想金屬邊界。在菜單欄中點(diǎn)擊EditSelectBy Name。在對話框中選擇Patch，點(diǎn)擊OK確認(rèn)。在菜單欄中點(diǎn)擊HFSSBoundariesAssignPerfect E。在理想邊界設(shè)置窗口中，將理想邊界命名為PerfE_Pa

9、tch，點(diǎn)擊OK確認(rèn)。6創(chuàng)立切角。創(chuàng)立供貼片天線相減的切角時(shí)，首先在坐標(biāo)原點(diǎn)處創(chuàng)立三角形，然后將其移動到方形貼片的頂點(diǎn)處。在菜單欄中點(diǎn)擊DrawLine。在坐標(biāo)輸入欄中輸入點(diǎn)的坐標(biāo)：*：0，Y：0，Z：5按回車鍵。在坐標(biāo)輸入欄輸入點(diǎn)的坐標(biāo)：*：-16，Y：0，Z：5按回車鍵。在坐標(biāo)輸入欄中輸入點(diǎn)的坐標(biāo)：*：0，Y：32，Z：5按回車鍵。在坐標(biāo)輸入欄中輸入點(diǎn)的坐標(biāo)：*：0，Y：0，Z：5按回車鍵。在特性Porperty窗口中選擇Attribute標(biāo)簽，將名字修改為Cut。在菜單欄點(diǎn)擊EditSelectBy Name。在對話窗口中選擇Cut ,點(diǎn)擊OK按鈕。在菜單欄中點(diǎn)擊EditArrangeM

10、ove。在坐標(biāo)輸入欄中輸入點(diǎn)的坐標(biāo)：*：0，Y：0，Z：0。按回車鍵。在坐標(biāo)輸入欄輸入坐標(biāo)：d*：16，dY：-16，dZ：0。按回車鍵?？梢酝ㄟ^旋轉(zhuǎn)復(fù)制創(chuàng)立另一個(gè)切角。在菜單欄中點(diǎn)擊EditDuplicateAround A*is。將軸設(shè)置為Y軸，旋轉(zhuǎn)角度為180 deg，點(diǎn)擊確認(rèn)鍵。將切角的名字改為Cut_1。在菜單欄點(diǎn)擊EditSelectBy Name。在對話窗口中選擇Cut_1 ,點(diǎn)擊OK按鈕。在菜單欄中點(diǎn)擊EditArrangeMove。在坐標(biāo)輸入欄中輸入點(diǎn)的坐標(biāo)：*：0，Y：0，Z：0; d*=0, dY=0, dZ=5; 按回車鍵。7用Patch將切角減去。在菜單欄中點(diǎn)擊Edi

11、tSelectBy Name,在彈出的窗口中利用Ctrl鍵選擇Patch、Cut和Cut_1。在菜單欄中點(diǎn)擊3D Modelean BooleanSubtract,在Subtract窗口中做一下設(shè)置：Blank Parts：Patch；Tool Parts：Cut，Cut_1；Clone tool object before subtract 復(fù)選框不選。點(diǎn)擊OK按 裝訂線鈕完畢設(shè)置。這樣三角形貼片就建成了。8創(chuàng)立探針Pin。在菜單欄中點(diǎn)擊DrawCylinder。在坐標(biāo)輸入欄中輸入圓柱中心點(diǎn)的坐標(biāo)：*：0，Y：8，Z：0按回車鍵。在坐標(biāo)輸入欄中輸入圓柱半徑：d*：0, dY：0.5，dZ：0

12、按回車鍵。在坐標(biāo)欄中輸入圓柱的高度：d*：0，dY：0，dZ：5；按回車鍵完畢輸入。在特性Porperty窗口中選擇Attributr標(biāo)簽，將該圓柱的名字修改為Pin。點(diǎn)擊Material后面的按鈕，將材料設(shè)置為pec。利用快捷鍵Ctrl+D將模型調(diào)整至適宜大小。9創(chuàng)立端口面Port。在菜單鍵中點(diǎn)擊DrawCircle。在坐標(biāo)輸入欄中輸入圓心點(diǎn)的坐標(biāo)：*：0，Y：8，Z：0按回車鍵。在坐標(biāo)輸入欄輸入半徑：d*：0，dY：1.5，dZ：0按回車鍵。在特性Property窗口中選擇Attribute標(biāo)簽，將名字修改為Port。10用GroundPlane 將Port減去。在菜單欄中點(diǎn)擊EidtSe

13、lectBy Name,在彈出的窗口中利用Ctrl鍵選擇GroundPlane和Port。在菜單欄中點(diǎn)擊3D ModelerBoolean Subtract ,在Subtract窗口中做以下設(shè)置：Blank Parts：GroundPlane；Tool Parts：Port；選中Clone tool objects before subtract 復(fù)選框。點(diǎn)擊OK按鈕完畢設(shè)置。5、創(chuàng)立輻射邊界創(chuàng)立Air，在菜單欄中點(diǎn)擊DrawBo*,創(chuàng)立長方體模型。在右下角的坐標(biāo)輸入欄中輸入長方體的起始點(diǎn)位置坐標(biāo)：*：-80，Y：-80，Z：-35；按回車鍵完畢輸入。輸入長方體的尺寸：d*：160，dY：16

14、0，dZ：70按回車鍵。在特性Property窗口中選擇Attribute標(biāo)簽，將長方體的名字修改為Air。在菜單欄中點(diǎn)擊EditSelectBy Name 。在對話框中選擇Air，點(diǎn)擊OK確認(rèn)。在菜單欄中點(diǎn)擊HFSSBoundariesRadiation。在輻射邊界窗口中，將輻射邊界命名為Rad1，點(diǎn)擊OK按鈕。6、設(shè)置端口鼓勵在菜單欄中點(diǎn)擊EditSelectBy Name，選中Port，在菜單欄中點(diǎn)擊HFSSE*citationAssignLumped Port。在LumpedPort窗口的General標(biāo)簽中，將該端口命名為p1，點(diǎn)擊Ne*t。在Modes 標(biāo)簽中的Integratio

15、n line zhong點(diǎn)擊None，選擇New Line，在坐標(biāo)欄中輸入：*：0，Y：9.5，Z：0；d*：0，dY：-1，dZ：0。按回車鍵，點(diǎn)擊Ne*t按鈕直至完畢。7、求解設(shè)置為該問題設(shè)置求解頻率及掃頻*圍a設(shè)置求解頻率。在菜單欄中點(diǎn)擊HFSSAnalysis SetupAdd Solution Setup。在求解設(shè)置窗口中做以下設(shè)置：Solution Frequency ：2.45GHz；Ma*imun Number of Passes：15；Ma*imun Delta S per Pass ：0.02。點(diǎn)擊OK完畢。b設(shè)置掃頻。在菜單欄中點(diǎn)擊HFSSAnalysis SetupAd

16、d Sweep 。選擇Setup1，點(diǎn)擊OK確認(rèn)。在掃頻窗口中做以下設(shè)置：Sweep Type：Fast；Frequency Setup Type：Linear Count；Start :2.0GHz；Stop：3.0GHz；Count：400；將Save Field復(fù)選框選中，點(diǎn)擊OK確認(rèn)。8、設(shè)置無限大球面在菜單欄中點(diǎn)擊HFSSRadiationInsert 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，Sto

17、p：360 deg，Step：10 deg。點(diǎn)擊OK確認(rèn)。 裝訂線9、確認(rèn)設(shè)計(jì)方法一：由主菜單項(xiàng)選擇HFSS/Validation Check對設(shè)計(jì)進(jìn)展確認(rèn)，如圖2.4。方法二：在菜單欄直接點(diǎn)即可。圖5 確認(rèn)設(shè)計(jì)如圖5所示均打勾即可，點(diǎn)Close完畢。10.、保存工程在菜單欄中點(diǎn)擊FileSave As,在彈出的窗口中將工程命名為hfss_Patch,并選擇保存路徑。11、求解該工程在菜單欄點(diǎn)擊HFSSAnalyze。12、后處理操作1S參數(shù)反射系數(shù)。繪制該問題的反射系數(shù)曲線，該問題為單端口問題，因此反射系數(shù)是。 點(diǎn)擊菜單欄HFSSResultCreate Report。在創(chuàng)立報(bào)告窗口中做以下

18、選擇：Report Type：Modal S Parameters ；Display Type：Rectangle 點(diǎn)擊OK按鈕。在Trace窗口中做以下設(shè)置：Solution：Setup1:Sweep1； Domain：Sweep 點(diǎn)擊Y標(biāo)簽，選擇：Category：S parameter；Quantity：Sp1，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。 22D輻射遠(yuǎn)場方向圖。在菜單欄點(diǎn)擊HFSSResult Create Report。在創(chuàng)立報(bào)告對話框中做以下選擇：Report Type：Far Fields；Display Type：Radiation Pattern。點(diǎn)擊OK按鈕。在Trace 窗口中做以下設(shè)置：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Do