1、一一 半波偶極子天線設(shè)計(jì)半波偶極子天線設(shè)計(jì)與仿真分析與仿真分析 半波偶極子天線半波偶極子天線1.電流分布電流分布 對(duì)于從中心饋電的偶極子，其兩端開路，故電流為零。對(duì)于從中心饋電的偶極子，其兩端開路，故電流為零。工程上通常將其電流分布近似為正弦分布。工程上通常將其電流分布近似為正弦分布。 假設(shè)天線沿假設(shè)天線沿z軸放置，其中心坐標(biāo)位于坐標(biāo)原點(diǎn)，如圖軸放置，其中心坐標(biāo)位于坐標(biāo)原點(diǎn)，如圖所示，則長(zhǎng)度為所示，則長(zhǎng)度為l的偶極子天線的電流分布為：的偶極子天線的電流分布為： I(z)=Imsink(l-|z|)Im是波腹電流，是波腹電流，k波數(shù)。波數(shù)。對(duì)半波偶極子而言對(duì)半波偶極子而言l=/4.則半波偶極子的

2、電流分布則半波偶極子的電流分布可以寫成：可以寫成：I(z)=Imsin（/2-kz）=Imcos（kz）2.輻射場(chǎng)和方向圖輻射場(chǎng)和方向圖 已知半波偶極子天線上的電流分布，可以利用疊已知半波偶極子天線上的電流分布，可以利用疊加原理來(lái)計(jì)算半波偶極子天線的輻射場(chǎng)。上次課加原理來(lái)計(jì)算半波偶極子天線的輻射場(chǎng)。上次課已經(jīng)求解得：已經(jīng)求解得： 方向性函數(shù)。稱為半波偶極子天線的式中，場(chǎng)為：極子天線的遠(yuǎn)區(qū)輻射電加上方向特性，半波偶sincos2cos,60j,60sincos2cos60jffeferIEfrIjerIEjkrmmjkrm3.方向性系數(shù)方向性系數(shù) 根據(jù)公式可計(jì)算出半波偶極子天線的方向性系數(shù)為：根

3、據(jù)公式可計(jì)算出半波偶極子天線的方向性系數(shù)為： 若以分貝表示為若以分貝表示為：64. 1sinsincos2cos41120022 ddDdBD15. 264. 1lg10dB4.輻射電阻輻射電阻 天線的評(píng)價(jià)功率密度可以用平均坡印亭矢量來(lái)表示：天線的評(píng)價(jià)功率密度可以用平均坡印亭矢量來(lái)表示： 2 .73216 .366 .36sinsincos2cos15sincos2cos1521222222222002222rrmmrmmavrmavRRIIPRIddrrIdSPPrIHEPr所以：來(lái)表示輻射電阻，有：這里使用功率為：半波偶極子天線的輻射5.輸入阻抗輸入阻抗 根據(jù)基本的傳輸線理論，輸入阻抗一般

4、同時(shí)包含實(shí)部和根據(jù)基本的傳輸線理論，輸入阻抗一般同時(shí)包含實(shí)部和虛部?jī)刹糠郑礊椋禾摬績(jī)刹糠郑礊椋?Zin=Rin+jXin 實(shí)部電阻包含輻射電阻和導(dǎo)體損耗所產(chǎn)生的導(dǎo)體電阻，實(shí)部電阻包含輻射電阻和導(dǎo)體損耗所產(chǎn)生的導(dǎo)體電阻，對(duì)于良導(dǎo)體而言，導(dǎo)體電阻可以忽略，此時(shí)實(shí)部?jī)H包含對(duì)于良導(dǎo)體而言，導(dǎo)體電阻可以忽略，此時(shí)實(shí)部?jī)H包含輻射電阻輻射電阻Rin=Rr。 虛部電抗為零。虛部電抗為零。 對(duì)于半波偶極子天線而言，輸入阻抗近似看為輻射電阻對(duì)于半波偶極子天線而言，輸入阻抗近似看為輻射電阻73.2歐姆。歐姆。 可見，半波偶極子天線的輸入阻抗是純電阻，易于和饋可見，半波偶極子天線的輸入阻抗是純電阻，易于和饋線匹配

5、，這也是它被較多采用的原因之一。線匹配，這也是它被較多采用的原因之一。3.2 3.2 半波偶極子天線設(shè)計(jì)半波偶極子天線設(shè)計(jì) 這里要求設(shè)計(jì)一個(gè)中心頻這里要求設(shè)計(jì)一個(gè)中心頻率為率為3GHz3GHz的半波偶極子的半波偶極子天線，天線沿天線，天線沿z z軸放置，軸放置，中心位于坐標(biāo)原點(diǎn)，天線中心位于坐標(biāo)原點(diǎn)，天線材質(zhì)使用理想導(dǎo)體，總長(zhǎng)材質(zhì)使用理想導(dǎo)體，總長(zhǎng)度為度為0.480.48，半徑為，半徑為/200./200.天線的饋電采用天線的饋電采用集總端口激勵(lì)方式，端口集總端口激勵(lì)方式，端口距離為距離為0.24mm0.24mm，輻射邊，輻射邊界和天線的距離為界和天線的距離為/4/4。變量定義變量定義變量名變

6、量名變量單位變量單位（mmmm）工作波長(zhǎng)工作波長(zhǎng)lambda100天線總長(zhǎng)天線總長(zhǎng)度度length0.48*lambda端口距離端口距離gap0.24單個(gè)極子單個(gè)極子長(zhǎng)度長(zhǎng)度dip_lengthLength/2-gap/2天線半徑天線半徑dip_radiusLambda/200輻射邊界輻射邊界圓柱體半圓柱體半徑徑rad_radius Dip_radius+lambda/4輻射邊界輻射邊界圓柱體高圓柱體高度度rad_height Dip_length+gap/2+lambda/103.3 HFSS3.3 HFSS天線設(shè)計(jì)流程天線設(shè)計(jì)流程 設(shè)置求解類型設(shè)置求解類型：模式驅(qū)動(dòng)（：模式驅(qū)動(dòng)（drive

7、n modeldriven model）、）、 終端驅(qū)動(dòng)（終端驅(qū)動(dòng)（driven Terminaldriven Terminal） 創(chuàng)建天線的結(jié)構(gòu)模型創(chuàng)建天線的結(jié)構(gòu)模型：根據(jù)天線的初始尺寸和結(jié)構(gòu)，：根據(jù)天線的初始尺寸和結(jié)構(gòu)，在在HFSSHFSS窗口中創(chuàng)建出天線的窗口中創(chuàng)建出天線的HFSSHFSS參數(shù)化設(shè)計(jì)模型。參數(shù)化設(shè)計(jì)模型。 設(shè)置邊界條件：設(shè)置邊界條件：在在HFSS HFSS 中，與背景接觸的表面都被中，與背景接觸的表面都被默認(rèn)設(shè)置為理想導(dǎo)體邊界（默認(rèn)設(shè)置為理想導(dǎo)體邊界（Perfect EPerfect E）；為了模擬）；為了模擬無(wú)限大的自由空間，必須把與背景相接觸的表面設(shè)無(wú)限大的自由空間，

8、必須把與背景相接觸的表面設(shè)置為輻射邊界條件或者理想匹配層（置為輻射邊界條件或者理想匹配層（PMLPML），這樣），這樣才能計(jì)算出遠(yuǎn)區(qū)輻射場(chǎng)。才能計(jì)算出遠(yuǎn)區(qū)輻射場(chǎng)。 設(shè)置激勵(lì)方式設(shè)置激勵(lì)方式。天線必須通過(guò)傳輸線或波導(dǎo)傳輸。天線必須通過(guò)傳輸線或波導(dǎo)傳輸信號(hào)，天線與傳輸線或者波導(dǎo)連接處即為饋電面信號(hào)，天線與傳輸線或者波導(dǎo)連接處即為饋電面或激勵(lì)端口。有兩種激勵(lì)方式：或激勵(lì)端口。有兩種激勵(lì)方式：波端口激勵(lì)波端口激勵(lì)（wave portwave port）和集總端口激勵(lì)（）和集總端口激勵(lì)（Lumped portLumped port）。）。通常通常在與背景相接觸的饋電面的激勵(lì)方式使用波端口在與背景相接觸的

9、饋電面的激勵(lì)方式使用波端口激勵(lì)，在模型內(nèi)部的饋電面的激勵(lì)方式使用集總激勵(lì)，在模型內(nèi)部的饋電面的激勵(lì)方式使用集總端口激勵(lì)。端口激勵(lì)。 設(shè)置參數(shù)求解設(shè)置參數(shù)求解，包括設(shè)定求解頻率和掃頻次數(shù)，包括設(shè)定求解頻率和掃頻次數(shù)，求解頻率通常設(shè)定為天線的工作頻率。求解頻率通常設(shè)定為天線的工作頻率。 運(yùn)行求解分析。運(yùn)行求解分析。 查看求解結(jié)果。查看求解結(jié)果。 OptimertricsOptimertrics優(yōu)化設(shè)計(jì)。優(yōu)化設(shè)計(jì)。3.43.4天線的天線的HFSSHFSS仿真設(shè)計(jì)仿真設(shè)計(jì)1.新建設(shè)計(jì)工程新建設(shè)計(jì)工程（1）運(yùn)行）運(yùn)行HFSS并新建工程并新建工程啟動(dòng)啟動(dòng)HFSS軟件，新建一個(gè)工程文件，把工程文件軟件，新建

10、一個(gè)工程文件，把工程文件另存為另存為dipole.hfss。（2）設(shè)置求解類型）設(shè)置求解類型在主菜單欄中選擇在主菜單欄中選擇HFSS-Solution Type，選中，選中Driven Model單選按鈕，然后單擊單選按鈕，然后單擊ok按鈕，完按鈕，完成設(shè)置。成設(shè)置。（3）設(shè)置模型長(zhǎng)度單位）設(shè)置模型長(zhǎng)度單位在主菜單欄中選擇在主菜單欄中選擇Modeler-units，選擇，選擇mm。2.添加和定義設(shè)計(jì)變量添加和定義設(shè)計(jì)變量在在HFSS中定義和添加如圖中定義和添加如圖1所示的變量。所示的變量。在在HFSS主菜單欄中選擇主菜單欄中選擇HFSS-Design Properties命令，打開設(shè)計(jì)屬性對(duì)話

11、框，單擊命令，打開設(shè)計(jì)屬性對(duì)話框，單擊ADD按鈕，打開按鈕，打開add property對(duì)話框，在對(duì)話框，在add property對(duì)話框中的對(duì)話框中的name輸入輸入lambda，初始值，初始值100mm，然后單擊，然后單擊ok。依次定義變量依次定義變量length，初始值，初始值0.48*lambda；定義；定義變量變量gap，初始值，初始值0.24mm；定義變量；定義變量dip_length，初始值，初始值length/2-gap/2；定義變量；定義變量dip_radius，初始值，初始值lambda/200；定義變量；定義變量rad_radius，初始值，初始值dip_radius+l

12、ambda/4；定；定義變量義變量rad_height，初始值，初始值dip_length+gap/2+lambda/10。最后點(diǎn)確定按鈕。最后點(diǎn)確定按鈕。2.添加和定義設(shè)計(jì)變量添加和定義設(shè)計(jì)變量在在HFSS中定義和添加如圖中定義和添加如圖1所示的變量。所示的變量。在在HFSS主菜單欄中選擇主菜單欄中選擇HFSS-Design Properties命令，打開設(shè)計(jì)屬性對(duì)話框，單擊命令，打開設(shè)計(jì)屬性對(duì)話框，單擊ADD按鈕，打開按鈕，打開add property對(duì)話框，在對(duì)話框，在add property對(duì)話框中的對(duì)話框中的name輸入輸入lambda，初始值，初始值100mm，然后單擊，然后單擊o

13、k。依次定義變量依次定義變量length，初始值，初始值0.48*lambda；定義；定義變量變量gap，初始值，初始值0.24mm；定義變量；定義變量dip_length，初始值，初始值length/2-gap/2；定義變量；定義變量dip_radius，初始值，初始值lambda/200；定義變量；定義變量rad_radius，初始值，初始值dip_radius+lambda/4；定；定義變量義變量rad_height，初始值，初始值dip_length+gap/2+lambda/10。最后點(diǎn)確定按鈕。最后點(diǎn)確定按鈕。3.設(shè)計(jì)建模設(shè)計(jì)建模（1）創(chuàng)建偶極子天線模型）創(chuàng)建偶極子天線模型在主菜單

14、欄中選擇在主菜單欄中選擇draw-cylinder或單擊工或單擊工具欄上的圓柱體按鈕，進(jìn)入創(chuàng)建圓柱體的具欄上的圓柱體按鈕，進(jìn)入創(chuàng)建圓柱體的狀態(tài)。新建的圓柱體會(huì)添加到操作歷史樹狀態(tài)。新建的圓柱體會(huì)添加到操作歷史樹的的solids節(jié)點(diǎn)下，默認(rèn)名節(jié)點(diǎn)下，默認(rèn)名cylinder。雙擊操作歷史樹中的雙擊操作歷史樹中的solids下的下的cylinder節(jié)節(jié)點(diǎn)，打開如下對(duì)話框。把圓柱體名稱設(shè)置點(diǎn)，打開如下對(duì)話框。把圓柱體名稱設(shè)置為為Dipole，其材質(zhì)為其材質(zhì)為pec。如圖所示。如圖所示。雙擊操作歷史樹中的雙擊操作歷史樹中的Dipole下的下的createcylinder節(jié)點(diǎn)，打開新建圓柱體屬性節(jié)點(diǎn)，打開

15、新建圓柱體屬性對(duì)話框的對(duì)話框的command選項(xiàng)卡，在該選項(xiàng)卡中選項(xiàng)卡，在該選項(xiàng)卡中設(shè)置圓柱體的底面圓心坐標(biāo)、半徑和長(zhǎng)度。設(shè)置圓柱體的底面圓心坐標(biāo)、半徑和長(zhǎng)度。在在center Position文本框中輸入底面圓心坐文本框中輸入底面圓心坐標(biāo)（標(biāo)（0，0，gap/2）,在在Radius文本框中文本框中輸入半徑值輸入半徑值dip_radius，在，在height文本框中文本框中輸入長(zhǎng)度值輸入長(zhǎng)度值dip_length，如下圖所示。然后，如下圖所示。然后單擊確定按鈕，完成圓柱體單擊確定按鈕，完成圓柱體Dipole的創(chuàng)建。的創(chuàng)建。到此為止創(chuàng)建好了名稱為到此為止創(chuàng)建好了名稱為Dipole的理想導(dǎo)體細(xì)的理

16、想導(dǎo)體細(xì)圓柱體模型，按快捷鍵圓柱體模型，按快捷鍵ctrl+D全屏顯示。全屏顯示。接下來(lái)生成偶極子天線的另一個(gè)臂。接下來(lái)生成偶極子天線的另一個(gè)臂。 選中創(chuàng)建的圓柱體模型選中創(chuàng)建的圓柱體模型Dipole，然后從主菜單欄中選，然后從主菜單欄中選擇擇edit-duplicate-around axis，執(zhí)行沿坐標(biāo)軸，執(zhí)行沿坐標(biāo)軸的復(fù)制。會(huì)打開一個(gè)對(duì)話框。的復(fù)制。會(huì)打開一個(gè)對(duì)話框。 在所打開的對(duì)話框中在所打開的對(duì)話框中 將將Axis設(shè)置為設(shè)置為x軸，軸， 將將Angle選項(xiàng)設(shè)置選項(xiàng)設(shè)置為為180deg， 并在并在total number數(shù)值框中輸入數(shù)值框中輸入2， 單擊單擊ok按鈕。按鈕。（2）設(shè)置端口

17、激勵(lì)）設(shè)置端口激勵(lì) 半波偶極子天線由中心位置饋電。在偶極子中心位半波偶極子天線由中心位置饋電。在偶極子中心位置創(chuàng)建一個(gè)平行于置創(chuàng)建一個(gè)平行于yz面矩形面作為激勵(lì)端口平面，并設(shè)面矩形面作為激勵(lì)端口平面，并設(shè)置端口平面的激勵(lì)方式為集總端口激勵(lì)。該矩形面需要置端口平面的激勵(lì)方式為集總端口激勵(lì)。該矩形面需要把偶極子天線的兩個(gè)臂連接起來(lái)。因此其頂點(diǎn)坐標(biāo)為把偶極子天線的兩個(gè)臂連接起來(lái)。因此其頂點(diǎn)坐標(biāo)為（0，-dip_radius，-gap/2），長(zhǎng)度和寬度分別為），長(zhǎng)度和寬度分別為2*dip_radius和和gap。 單擊工具欄上的單擊工具欄上的xy下拉菜單列表框，選擇下拉菜單列表框，選擇yz選項(xiàng)，把選項(xiàng)

18、，把當(dāng)前工作面設(shè)置為當(dāng)前工作面設(shè)置為yz平面；然后從主菜單欄中選擇平面；然后從主菜單欄中選擇draw-rectangle。新建的矩形面會(huì)添加到操作歷史樹。新建的矩形面會(huì)添加到操作歷史樹的的sheets節(jié)點(diǎn)下，其默認(rèn)的名稱是節(jié)點(diǎn)下，其默認(rèn)的名稱是rectangle1. 雙擊操作歷史樹中的雙擊操作歷史樹中的sheets下的下的rectangle1節(jié)點(diǎn)，打節(jié)點(diǎn)，打開新建矩形面屬性對(duì)話框，把矩形面的名稱設(shè)置為開新建矩形面屬性對(duì)話框，把矩形面的名稱設(shè)置為Port。 雙擊操作歷史樹中雙擊操作歷史樹中port下的下的creatrectangle節(jié)點(diǎn)，打開新建矩形面屬節(jié)點(diǎn)，打開新建矩形面屬性對(duì)話框的性對(duì)話框的

19、command選項(xiàng)卡，在該選項(xiàng)選項(xiàng)卡，在該選項(xiàng)卡中設(shè)置矩形面的頂點(diǎn)坐標(biāo)和大小。卡中設(shè)置矩形面的頂點(diǎn)坐標(biāo)和大小。 在在position文本框中輸入頂點(diǎn)坐標(biāo)（文本框中輸入頂點(diǎn)坐標(biāo)（0，-dip_radius，-gap/2），在），在Ysize和和Zsize文本框中分別輸入矩形面的長(zhǎng)和寬為文本框中分別輸入矩形面的長(zhǎng)和寬為2*dip_radius和和gap，如下圖所示。，如下圖所示。 最后按最后按ok按鈕。按鈕。 接下來(lái)要設(shè)置該矩形面的激勵(lì)方式為集總接下來(lái)要設(shè)置該矩形面的激勵(lì)方式為集總端口激勵(lì)，具體操作方法如下：端口激勵(lì)，具體操作方法如下： 在操作歷史樹中的在操作歷史樹中的sheets節(jié)點(diǎn)下選中該矩形

20、面。然節(jié)點(diǎn)下選中該矩形面。然后在其上單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇后在其上單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇assign excitation-lumped port，在打開的集總，在打開的集總參數(shù)設(shè)置對(duì)話框中，將參數(shù)設(shè)置對(duì)話框中，將resistance設(shè)為設(shè)為73.2歐姆，歐姆，將將reactance設(shè)為設(shè)為0ohm，然后單擊下一步；，然后單擊下一步； 打開打開modes對(duì)話框，在對(duì)話框中單擊對(duì)話框，在對(duì)話框中單擊Integration Line列下的列下的none，從下拉菜單中選擇，從下拉菜單中選擇new line選選項(xiàng)，此時(shí)會(huì)進(jìn)入三維模型窗口進(jìn)行端口積分線的設(shè)項(xiàng)，此時(shí)會(huì)進(jìn)入三維模

21、型窗口進(jìn)行端口積分線的設(shè)置。置。（3）設(shè)置輻射邊界條件）設(shè)置輻射邊界條件要在要在HFSS中計(jì)算分析天線的輻射場(chǎng)，則必須設(shè)中計(jì)算分析天線的輻射場(chǎng)，則必須設(shè)置輻射邊界條件或置輻射邊界條件或PML邊界條件。邊界條件。當(dāng)前設(shè)計(jì)中我們使用輻射邊界條件，輻射邊界和當(dāng)前設(shè)計(jì)中我們使用輻射邊界條件，輻射邊界和天線之間的距離為天線之間的距離為1/4個(gè)工作波長(zhǎng)。個(gè)工作波長(zhǎng)。這里，我們要先創(chuàng)建一個(gè)沿著這里，我們要先創(chuàng)建一個(gè)沿著z軸放置的圓柱體軸放置的圓柱體模型，其材質(zhì)為空氣（模型，其材質(zhì)為空氣（air），底面圓心坐標(biāo)為），底面圓心坐標(biāo)為（0，0，-rad_height），半徑為），半徑為rad_radius，高度為

22、高度為2*rad_height，然后把該圓柱體的表面，然后把該圓柱體的表面設(shè)置為輻射邊界條件。設(shè)置為輻射邊界條件。A。創(chuàng)建輻射邊界的圓柱體。創(chuàng)建輻射邊界的圓柱體 單擊工具欄上的單擊工具欄上的YZ下拉列表框，從其下拉列下拉列表框，從其下拉列表中選擇表中選擇XY項(xiàng)，把當(dāng)前工作平面設(shè)置為項(xiàng)，把當(dāng)前工作平面設(shè)置為xy平面；平面； Draw-cylinder創(chuàng)建圓柱體，新建的圓柱創(chuàng)建圓柱體，新建的圓柱體添加在操作歷史樹的體添加在操作歷史樹的solids節(jié)點(diǎn)下，默認(rèn)節(jié)點(diǎn)下，默認(rèn)為為cylinder1； 雙擊操作歷史樹下雙擊操作歷史樹下cylinder1，打開屬性對(duì)話，打開屬性對(duì)話框，把圓柱體名稱改為框，把

23、圓柱體名稱改為Rad_air，設(shè)置材質(zhì)，設(shè)置材質(zhì)為為air，其透明度為，其透明度為0.8.如下圖所示。如下圖所示。 最后單擊確定按鈕。最后單擊確定按鈕。 雙擊操作歷史樹中的雙擊操作歷史樹中的rad_air下的下的createcylinder節(jié)點(diǎn)，打開屬性對(duì)話框，節(jié)點(diǎn)，打開屬性對(duì)話框，在該選項(xiàng)卡中設(shè)置圓柱體的底面圓心坐標(biāo)、在該選項(xiàng)卡中設(shè)置圓柱體的底面圓心坐標(biāo)、半徑和長(zhǎng)度。半徑和長(zhǎng)度。 Center position設(shè)為（設(shè)為（0，0，-rad_height） Radius輸入半徑值輸入半徑值rad_radius； Height文本框中輸入長(zhǎng)度值文本框中輸入長(zhǎng)度值2*rad_height。 最后單

24、擊確定按鈕。最后單擊確定按鈕。 完成圓柱體完成圓柱體rad_air的創(chuàng)建。如下如所示。的創(chuàng)建。如下如所示。B。設(shè)置輻射邊界條件。設(shè)置輻射邊界條件 在操作歷史樹下單擊在操作歷史樹下單擊rad_air節(jié)點(diǎn)，選中該節(jié)點(diǎn)，選中該圓柱體模型。圓柱體模型。 然后在其上單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷然后在其上單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇菜單中選擇assign boundary-radiation，打開輻射邊界條件設(shè)置對(duì)話框，如下圖所打開輻射邊界條件設(shè)置對(duì)話框，如下圖所示。示。 在改對(duì)話框中保留默認(rèn)設(shè)置，直接單擊在改對(duì)話框中保留默認(rèn)設(shè)置，直接單擊ok按鈕，把圓柱體模型按鈕，把圓柱體模型rad_air的表面

25、設(shè)置為的表面設(shè)置為輻射邊界條件。輻射邊界條件。4.求解設(shè)置求解設(shè)置 分析的半波偶極子天線的中心頻率在分析的半波偶極子天線的中心頻率在3GHz附近，因此求解頻率設(shè)置為附近，因此求解頻率設(shè)置為3GHz。同時(shí)添加。同時(shí)添加2.5GHz3.5GHz的掃頻設(shè)置，掃頻類型選擇快速的掃頻設(shè)置，掃頻類型選擇快速掃頻（掃頻（Fast），分析天線在），分析天線在2.53.5GHz頻段內(nèi)頻段內(nèi)的回波損耗和電壓駐波比。的回波損耗和電壓駐波比。（1）求解頻率和網(wǎng)格剖分設(shè)置）求解頻率和網(wǎng)格剖分設(shè)置設(shè)置求解頻率設(shè)置求解頻率3GHz；自適應(yīng)網(wǎng)格剖分的最大迭代次數(shù)自適應(yīng)網(wǎng)格剖分的最大迭代次數(shù)為為20，收斂誤差為，收斂誤差為0.

26、02.右鍵單擊工程樹下的右鍵單擊工程樹下的analysis，在彈出的對(duì)話框中選中在彈出的對(duì)話框中選中add solutionSetup，完成設(shè)置。，完成設(shè)置。（2）掃頻設(shè)置）掃頻設(shè)置 掃頻類型選擇快速掃頻，掃頻范圍為掃頻類型選擇快速掃頻，掃頻范圍為2.5GHz3.5GHz，頻率步進(jìn)為，頻率步進(jìn)為0.001GHz。 展開工程樹下的展開工程樹下的analysis 節(jié)點(diǎn)，右鍵單擊前面添加的節(jié)點(diǎn)，右鍵單擊前面添加的 求解設(shè)置項(xiàng)求解設(shè)置項(xiàng)Setup1； 在彈出的對(duì)話框中選擇在彈出的對(duì)話框中選擇Add frequency sweep；打開打開edit sweep對(duì)話框?qū)υ捒?完成設(shè)置。完成設(shè)置。5.設(shè)計(jì)檢

27、查和運(yùn)行仿真運(yùn)算設(shè)計(jì)檢查和運(yùn)行仿真運(yùn)算前面已經(jīng)完成了偶極子天線模型的創(chuàng)建和求解設(shè)置；接下來(lái)前面已經(jīng)完成了偶極子天線模型的創(chuàng)建和求解設(shè)置；接下來(lái)就運(yùn)行仿真計(jì)算并查看分析結(jié)果。但在計(jì)算前要進(jìn)行設(shè)就運(yùn)行仿真計(jì)算并查看分析結(jié)果。但在計(jì)算前要進(jìn)行設(shè)計(jì)檢查。計(jì)檢查。從主菜單從主菜單HFSS-Validation check，得到如下對(duì)話框。，得到如下對(duì)話框。6.HFSS天線問(wèn)題的數(shù)據(jù)后處理天線問(wèn)題的數(shù)據(jù)后處理 HFSS擁有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)后處理功能，仿真分析完擁有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)后處理功能，仿真分析完成后，在數(shù)據(jù)后處理部分能夠給出天線的各項(xiàng)性能參成后，在數(shù)據(jù)后處理部分能夠給出天線的各項(xiàng)性能參數(shù)的仿真分析結(jié)果。如回波損

28、耗、駐波比、數(shù)的仿真分析結(jié)果。如回波損耗、駐波比、Smith圓圓圖、輸入阻抗和方向圖。圖、輸入阻抗和方向圖。（1）回波損耗）回波損耗 右鍵單擊工程樹下的右鍵單擊工程樹下的results節(jié)點(diǎn)，在彈出的菜單節(jié)點(diǎn)，在彈出的菜單中選擇中選擇create model solution data report-rectangle plot 命令，打開報(bào)告設(shè)置對(duì)話框，如下圖命令，打開報(bào)告設(shè)置對(duì)話框，如下圖所示。所示。 然后單擊然后單擊new report按鈕，再單擊按鈕，再單擊close按鈕關(guān)閉對(duì)按鈕關(guān)閉對(duì)話框，此時(shí)可以生成在話框，此時(shí)可以生成在2.53.5GHz頻段內(nèi)的回波損頻段內(nèi)的回波損耗耗S11分析結(jié)

29、果。分析結(jié)果。（2）電壓駐波比）電壓駐波比 查看天線駐波比的操作和查看回波損耗查看天線駐波比的操作和查看回波損耗S11類似，同樣右鍵單類似，同樣右鍵單擊工程樹下的擊工程樹下的results節(jié)點(diǎn)，在彈出的快捷菜單中選擇節(jié)點(diǎn)，在彈出的快捷菜單中選擇create modal solution data report-rectangle plot； 再按照如下圖表進(jìn)行設(shè)置，最后單擊再按照如下圖表進(jìn)行設(shè)置，最后單擊new report，單擊，單擊close，得到天線的駐波比分析結(jié)果。得到天線的駐波比分析結(jié)果。（3）Smith圓圖圓圖 在天線的設(shè)計(jì)中，在天線的設(shè)計(jì)中，smith圓圖是一個(gè)很有用的工具，借助

30、圓圖圓圖是一個(gè)很有用的工具，借助圓圖可以方便地分析阻抗匹配、駐波比、歸一化輸入阻抗。可以方便地分析阻抗匹配、駐波比、歸一化輸入阻抗。 右鍵單擊工程樹下的右鍵單擊工程樹下的results節(jié)點(diǎn)，在彈出的快捷菜單中選擇節(jié)點(diǎn)，在彈出的快捷菜單中選擇create modal solution data report-Smith chart，打開如，打開如下對(duì)話框，進(jìn)行設(shè)置。下對(duì)話框，進(jìn)行設(shè)置。(4)輸入阻抗輸入阻抗 輸入阻抗是天線的一個(gè)重要性能參數(shù)。輸入阻抗是天線的一個(gè)重要性能參數(shù)。 右鍵單擊工程樹下的右鍵單擊工程樹下的results節(jié)點(diǎn)，在彈出的快捷菜單中選擇節(jié)點(diǎn)，在彈出的快捷菜單中選擇create

31、modal solution data report-rectangle plot ，打開，打開報(bào)告對(duì)話框，進(jìn)行如下圖設(shè)置。報(bào)告對(duì)話框，進(jìn)行如下圖設(shè)置。 點(diǎn)擊點(diǎn)擊new report按鈕，再單擊按鈕，再單擊close按鈕關(guān)閉對(duì)話框，此時(shí)得到按鈕關(guān)閉對(duì)話框，此時(shí)得到天線的輸入阻抗結(jié)果報(bào)告。天線的輸入阻抗結(jié)果報(bào)告。（5）方向圖）方向圖 方向圖是方向性函數(shù)的圖形表示，它可以形象地方向圖是方向性函數(shù)的圖形表示，它可以形象地描繪天線輻射特性隨著空間方向坐標(biāo)變化的關(guān)系，描繪天線輻射特性隨著空間方向坐標(biāo)變化的關(guān)系，是衡量天線性能的重要圖形。是衡量天線性能的重要圖形。 在在HFSS后處理部分可以方便繪制出天線

32、的平面后處理部分可以方便繪制出天線的平面方向圖和立體方向圖。方向圖和立體方向圖。 方向圖是在遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)確定的，要查看天線的遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)方向圖是在遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)確定的，要查看天線的遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)輻射結(jié)果。首先要設(shè)立輻射表面。輻射結(jié)果。首先要設(shè)立輻射表面。 接下來(lái)分析半波偶極子天線在接下來(lái)分析半波偶極子天線在xz平面和平面和xy平面平面的增益方向圖，以及查看半波偶極子天線三維立的增益方向圖，以及查看半波偶極子天線三維立體增益方向圖的具體操作。體增益方向圖的具體操作。A。定義輻射表面。定義輻射表面 輻射表面是基于球坐標(biāo)系定義的。輻射表面是基于球坐標(biāo)系定義的。Xz平面即球平面即球坐標(biāo)系下坐標(biāo)系下=0的平面，的平面，xy平面即球

33、坐標(biāo)系下平面即球坐標(biāo)系下=90的平面，而三維立體球面在球坐標(biāo)下則表示為的平面，而三維立體球面在球坐標(biāo)下則表示為0 180，0 360。 定義定義xz平面平面 右鍵單擊工程樹下的右鍵單擊工程樹下的radiation節(jié)點(diǎn)，在彈出的快捷節(jié)點(diǎn)，在彈出的快捷菜單中選擇菜單中選擇insert far field setup-infinite sphere，打開，打開far radiation sphere setup完成如完成如下設(shè)置。下設(shè)置。 然后單擊確定按鈕，完成設(shè)置。此時(shí)定義的輻射表然后單擊確定按鈕，完成設(shè)置。此時(shí)定義的輻射表面的名稱面的名稱E_Plane會(huì)添加到工程樹的會(huì)添加到工程樹的Radiation節(jié)節(jié)點(diǎn)下。點(diǎn)下。定義定義xy平面平面 右鍵單擊工程樹下的右鍵單擊工程樹下的radiation節(jié)點(diǎn)，在彈節(jié)點(diǎn)，在彈出的快捷菜單中選擇出的快捷菜單中選擇insert far field setup-infinite sphere，打開打開far radiation sphere setup完成完成如下設(shè)置。如下設(shè)置。 然后單擊確定按鈕，然后單擊確定按鈕，完成設(shè)置。完成設(shè)置。 此時(shí)定義的此時(shí)定義的輻射表面的名稱輻射表面的名稱H_Plane會(huì)添加到工程樹的會(huì)添加到工程樹的Radiation節(jié)點(diǎn)下。節(jié)點(diǎn)下。定義三維立體球面定義三維立體球面 右鍵單擊工程樹下的右鍵單