一、 設(shè)計(jì)題目：螺旋天線的仿真設(shè)計(jì)二、 設(shè)計(jì)目的：熟悉AnsoftHFSS軟件的使用。學(xué)會(huì)螺旋天線的仿真設(shè)計(jì)方法。完成螺旋天線的仿真設(shè)計(jì)，并查看S參數(shù)以及場(chǎng)分布。三、 設(shè)計(jì)要求：螺旋天線是一種常用的典型的圓極化天線，本設(shè)計(jì)就是基于螺旋天線的基礎(chǔ)理論及熟練掌握HFSS10軟件的基礎(chǔ)上的，設(shè)計(jì)一個(gè)右手圓極化螺旋天線，要求工作頻率為4G，分析其遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)輻射特性以及S曲線。螺旋天線通常用同軸線饋電，天線的一端與同軸線的內(nèi)導(dǎo)體相連，另一端則處于自由狀態(tài)。螺旋天線示意圖如圖1所示:圖1、螺旋天線四、設(shè)計(jì)參數(shù):中心頻率f=4GHz入=75mm螺旋導(dǎo)體的半徑d=0.15入=11.25mm螺旋線導(dǎo)線半徑a=0.5mm四、設(shè)計(jì)參數(shù):中心頻率f=4GHz入=75mm螺旋導(dǎo)體的半徑d=0.15入=11.25mm螺旋線導(dǎo)線半徑a=0.5mm螺距s-0.2入=15mm圈數(shù)N=7l=Ns軸向長(zhǎng)度五、設(shè)計(jì)步驟l=Ns在HFSS建立的模型中，關(guān)鍵是畫出螺旋線模型。畫螺旋線,現(xiàn)說(shuō)明螺旋線模型的創(chuàng)建。求解類型設(shè)置與上兩個(gè)設(shè)計(jì)一樣，材料為copper，模型單位為mm,螺旋線的創(chuàng)建如下。點(diǎn)擊Draw>Circle，輸入圓的中心坐標(biāo)。X:11.25Y:0Z:0，按回車鍵結(jié)束。輸入圓的半徑dX:0.5dY:0dZ:0按回車鍵結(jié)束輸入。在特性窗口中將Axis改為Y。點(diǎn)擊確認(rèn)。選中該circle。點(diǎn)擊Draw>Helix，輸入X:0Y:0Z:-7.5，按回車鍵結(jié)束輸入，輸入dX:0dY:0dZ;100按回車鍵，在彈出的窗口中，TurnDirections:RightHandPitch:15(mm)Tuns:7RadiuschangeperTurn:0點(diǎn)擊OK。在特性窗口中選擇Attribute標(biāo)簽，將名字改為Helix。建立螺旋天線與同軸線相連的連接桿ring。點(diǎn)擊Draw>Cylider,創(chuàng)建圓柱模型。輸入坐標(biāo)為X:11.25Y:0Z；o，按回車鍵結(jié)束輸入，輸入半徑dX:0.5dY:OdZ:O，按回車鍵結(jié)束輸入，輸入圓柱長(zhǎng)度dX;0dY:0dZ:-3,按回車鍵結(jié)束輸入,在特性窗口中選擇Attribute選項(xiàng)卡，將名字改為ring，點(diǎn)擊確定。為了把Helix和ring連接起來(lái)，創(chuàng)建一個(gè)球體Spherel,點(diǎn)擊Draw>Sphere，輸入球心坐標(biāo)X:11.25Y:0Z:0輸入球體半徑，dX:0.5dY:0dZ:0并將其名字改為Sphere，為了將三者結(jié)合起來(lái)，按下Ctrl+A，點(diǎn)擊3Dmodeler>Boolean>Unite.,點(diǎn)擊OK結(jié)束。形成的模型如下如圖1所示。建成之后，在螺旋線下端建立同軸線饋線，并且螺旋線下端與其內(nèi)芯相連，上端懸空。并設(shè)立輻射邊界條件與端口激勵(lì)和掃頻設(shè)置，保存、運(yùn)行后處理操作。六、試驗(yàn)截圖：總體結(jié)構(gòu)圖如下圖所以：S參數(shù)曲線圖如下圖所示:AnsoftHFSS-hfss_Patch一HFSSDesignl—XYPlot4-SOLVED—[hfss_Patch—HFSSDesignl一XYPlot4]*""]FileEditViewProjectReport2DHFSSToolsWindowHelpDS SXQ|E|+nJhf$s_Patch(C:/DocumentsandSettings/AdminisUator/M面■!■?AAid由由30Jun201111:52:42■10.000.00-20.00■30.00■40.0010.00Freq[GHz]XV：7.05GHz-46.42FrojectAnsoftCorporationXYPlot4HFSSDesignl厶InfiniteSjg]「~lBefinitionsE]"I@IIhf5s_Fatch：+：BHFSSDesignl*Model由.頁(yè)3E；oimd_：ari0Excitati't'1?——dBi；；S(LumpPort1.LurnSetupl:SweeplMeshOperati0Q3AiialysisOptimetriBlesixL+民lil'lfhlPortFieldDi:Field0verlay;-左Biadiatiml-50.00一――——、—■-rrr/-IAi'f"r,匚i'Ii'■I1rReady3D輻射圖如下圖所示熬AnsoftHFSS-hfss_Patch-HFSSDesignl-3DPolarPlot2-SOLVED-[hfss_Patch-HFSSDesignl-3DPolarPlot2]~~lFileEditViewFrojectReport3DHFSSToolsWindowHelpDa：H亙eX￡2Q凰夠議IBlDlcil&G）殺血％|二＞Jt曲夠?聲題爭(zhēng)|dB(GainTotal)曰魁1h￡EE_Fatckt：曰戲曰魁1h￡EE_Fatckt：曰戲IHFSSIlesignl*???“9ModelFourMari汕EkcitatioueMeshOpei"atiorArralysisOptimetric三ResialtsFortFieldDisField0verlaysRadiation丄InfiniteS{宙“廠"IDmfinitionE白&毎23168+00107116+00110528+0004999e+00089466+0002893e+0006839e+00007i36e：+0002668e-B0113208+0007373e+00S34268+0009479e+0@05532e+0000159e+B011764e+0013369e+001Pi~ojectEL輕]hfssPatch(C:/DocumentsandSettings/Administrator/^面力輻射方向極坐標(biāo)圖1如下圖:05JUI2011AnsoftCorporatikjnRadiationPattern1

HFSSDesign!20:50:5705JUI2011AnsoftCorporatikjnRadiationPattern1

HFSSDesign!20:50:57°13.00-18(]13.0-12.013.0輻射方向極坐標(biāo)圖2如下圖:05Jul2011 AnsoftCorporation 20:51RadiationPattern2HFSSDesignll-18013.0-12.013.0七、設(shè)計(jì)總結(jié):這次微波技術(shù)與天線的螺旋天線的仿真設(shè)計(jì)中遇到了許多的問(wèn)題，首先