低交叉极化的宽带单贴片天线设计-hy(共28页)

1、题目：低交叉极化的宽带(kun di)单贴片天线设计1. 所设计天线(tinxin)的应用背景近年来，个人移动通信技术的发展越来越快。而且，互联网的用户数也呈爆发性的增长，他们越来越倾向于使用手机来上网、办理业务(yw)等。现在的3G移动网络能够提供这样的服务，但是这仍然需要成千上万的中继器和基站。面对这样的问题，服务提供商则想使用最少的中继器和基站数量(包括在GSM-1800频段)来节约成本。不过，中国移动、中国联通和中国电信分别被授权使用TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000来提供3G服务1。而不同3G移动网络的工作频段是不相同的，因此，针对这些问题，一种能够工作在1710-217

2、0 MHz(在中心频率1940 MHz处带宽为23.7%)频段而能被每个服务商所使用的中继器或基站天线的设计就很有必要了。为此，本课程就对应用于GSM/CDMA 频段的中继器和基站微带天线进行设计。2. 设计天线的关键或主要指标等的介绍该天线采用了一种新型的探针馈电的蜿蜒条馈电技术，获得了低的交叉极化和对称的方向图，采用空气介质基板使得天线达到更宽的带宽、更高的增益和降低制作的成本。天线的设计指标为：工作频段：1710-2170 MHz驻波比：VSWR1.5增益：10.5 dB交叉极化：-20dB3. 该类天线发展情况贴片天线由于其低成本、低轮廓、易于制作等优点，被广泛的应用在中继器和基站等系

3、统中。然而，它自身的一个弱点就是阻抗带宽窄。通过国内外的一项相关文献可以发现，通过利用厚介质基板、低介电常数的介质板、不同的地板2和贴片形状3以及采用寄生贴片4等技术，可以展宽微带天线的阻抗带宽。最近有一篇关于应用于超宽带(UWB)的探针馈电的层叠贴片天线的文章5，其阻抗带宽在VSWR2能达到102.36%，但是其交叉极化电平太高。我们知道，交叉极化波是从馈电探针的垂直部分6辐射出来的，它不仅会影响主极化的方向图，还会减小天线的极化纯度2-5。针对这些问题，已经有一些方法来抑制天线的交叉极化，如：采用差分馈电7、半波枝节8或者是蜿蜒的枝节9等技术，都可以很好的抑制交叉极化波，达到设计目的。参考

4、文献1 Y. S. Zhang, and L. Y. Li, Comparative Study of Chinese Mobile Commerce Operation Strategy Based on 3G Technology, Proc. International Conference on Management and Service Science (MASS 09), Sep. 2009, pp. 1-4, doi: 1O. II09/ICMSS.200 9 . 5305502.2 K. L. Wong, C. L Tang, and J. Y. Chiou, Broad-b

5、and Probe-fed Patch Antenna with a W-shaped Ground Plane, IEEE Trans. Antennas and Propagation, vol. 50, June 2002, pp. 827-831, doi: 10.11 09/T AP.2002.1017663.3 R. Chair, C. L. Mak, K. F. Lee, K. M. Luk, and A. A. Kishk, Miniature Wide-Band Half U-Slot and Half E-Shaped Patch Antennas, IEEE Trans.

6、 Antennas and Propagation, vol. 53, Aug. 2005, pp. 2645-2652, doi: 1O.1109/TAP.2005.851852.4 M. A. Matin, B. S. Sharif, and C. C. Tsimenidis, Probe Fed Stacked Patch Antenna for Wideband Applications, IEEE Trans. Antennas and Propagation, vol. 55, Aug. 2007, pp. 2385-2388, doi: 10. 1 I 09/TAP.2007.9

7、01 924.5 M. T. Islam, M. N. Shakib, N. Misran, and B. Yatim, Ultrawideband EH Shaped Stack Patch Antenna for Wireless Communications, Proc. IEEE Wireless and Microwave Technology Conference (WAMICON 09), Aug. 2009, pp. 1-4, doi: 10. 1109/WAMICON.2009.520n85.6 A. Petosa, A. Ittipiboon, and N. Gagnon,

8、 Suppression of Unwanted Probe Radiation in Wideband Probe-fed Microstrip Patches, Electronics Letters, vol. 35, Mar. 1999, pp. 355-357, doi: 10.1049/el: 19990269.7 Q. Xue, X. Y. Zhang, and C. H. K. Chin, A Novel Differential-fed Patch Antenna, IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 5,

9、2006, pp. 471-474,doi: 10.1109 /LAWP. 2006.885168.8 Z. N. Chen, and M. Y. W. Chia, Broad-band Suspended Probe-fed Antenna with Low Cross-Polarization Levels, IEEE Trans. Antennas Propag. , vol. 51, Feb. 2003, pp. 345-346, doi: 10.11091 TAP .2003. 809062.9 P. Li, H. W. Lai, K. M. Luk, and K. L. Lau,

10、A Wideband Patch Antenna with Cross- Polarization Suppression, IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 3, 2004, pp. 211-214, doi: 10. 1109/LAWP.2004. 834937.4. 天线结构介绍(jisho)，包括图，VISIO画的平面 三维图等图4.1 天线(tinxin)结构示意图 天线的结构如图1所示，天线的中心(zhngxn)频率为()。这个天线由一个辐射贴片、一个探针馈电蜿蜒的枝节、一个地面、一个介质基板、一个SMA接头和

11、两根探针所组成。探针馈电蜿蜒枝节的宽度(10mm)，它被印刷在厚度h=0.5mm，相对介电常数=4.4，损耗正切=0.02的FR4介质板的上表面。FR4基板的尺寸为，被悬挂在距离地面()高度为=10mm的空中。辐射贴片是一块尺寸为的方形贴片，它被放置在距离探针馈电的蜿蜒枝节=8mm的地方。值得注意的是，本设计采用了空气介质基板来达到更宽的带宽、更高的增益和低的制作成本。探针馈电蜿蜒枝节的一端被直径为d=1.27mm的探针连接到辐射贴片，另一端则被连接到SMA接头。通过选择合适的(馈电与贴片中心的距离，17.7mm)和，它们分别能够控制输入电阻和电抗。由空气中探针所产生的大电感能够被辐射贴片与探

12、针馈电蜿蜒枝节之间的电磁耦合所补偿，从而展宽天线的阻抗带宽。这种馈电结构与差分馈电机制相似，因此，能够有效地抑制交叉极化电平。5. 仿真分析(fnx)的过程及结果(ji gu)，包括(boku)一步一步由HFSS（13）仿真的过程，达到有点基本知识的人都可以按照该步骤达到仿真的结果1.新建设计工程（1）运行HFSS并新建工程双击桌面上的HFSS快捷方式图标，启动HFSS软件。HFSS运行后，它会自动新建一个工程文件，选择【file】【save as】命令，把工程文件另存为1lcp.hfss文件。（2）设置求解类型设置当前设计为模式驱动求解类型。从主菜单栏中选择【HFSS】【solution t

13、ype】命令，打开如图5.1所示的solution type 对话框，选中driven model单选按钮，然后单击按钮，完成设置。图5.1 设置求解类型（3）设置模型长度单位设置当前设计在创建模型时所使用的默认长度单位为mm。从主菜单栏中选择(xunz)【modeler】【units】命令，打开(d ki)如图5.2所示的set model units对话框。从该对话框中将select units 选项设为mm。然后单击按钮，完成(wn chng)设置。图5.2 设置长度单位2 添加和定义设置变量从主菜单栏中选择【HFSS】【Design Properties】命令，打开设计属性对话框。在该

14、对话框中单击按钮，打开Add Property对话框。在Name文本框中输入第一个变量名称w，在Value文本框中输入该变量的初始值80mm，然后单击按钮，即可添加变量w到设计属性对话框中。变量定义和添加的过程如图5.3所示。变量名变量值图5.3 定义(dngy)变量使用相同(xin tn)的操作方法，完成其他(qt)变量的定义。定义完成后，确认设计属性对话框如图5.4所示。图5.4 定义所有设计变量后的设计属性对话框最后单击设计属性对话框中的按钮，完成所有变量的定义和添加工作。3 设计建模创建辐射贴片首先创建一个中心位于坐标原点，长、宽分别用变量w和l表示的矩形面，并将其命名为Patch。从

15、主菜单中选择【Draw】【Rectangle】命令(mng lng)，或者单击工具栏上的按钮，进入创建矩形面的状态，然后在三维模型窗口(chungku)的xy面上创建一个任意大小的矩形面。新建的矩形面会添加到操作历史树的Sheets节点下，其默认的名称为Rectangle1。双击操作(cozu)历史树Sheets节点下的Rectangle1，打开新建矩形面属性对话框中的Attribute选项卡，如图5.5所示。把矩形面的名称修改为Patch，设置其颜色为铜黄色，透明度为0.4，然后单击按钮退出。双击此处 图5.5 矩形面属性对话框中的Attribute选项卡在双击操作历史树Patch下的Cre

16、ate Rectangle节点，打开新建矩形面属性对话框中的Command选项卡，在该选项卡中设置矩形面的顶点坐标和大小。在Position文本框中输入顶点位置坐标为(-w/2 ,-l/2 ,0mm)，在XSize和YSize文本框中分别输入矩形面的长度和宽度为w和l，如图5.6所示，然后单击按钮退出。双击此处 图5.6 矩形面属性对话框中的Command选项卡 此时就创建好的名称为Patch的辐射贴片模型。然后按快捷键Ctrl+D全屏显示创建的物体模型。创建(chungjin)介质基片创建一个(y )长方体模型用以表示介质基片，模型的材质为FR4，并将该模型命名为Substrate。从主菜单

17、中选择【Draw】【Box】命令(mng lng)，或者单击工具栏上的按钮，进入创建长方体的状态，然后在三维模型窗口中创建一个任意大小的长方体。新建的长方体会添加到操作历史树的Solids节点下，其默认的名称为Box1.双击操作历史树Solids节点下的Box1，打开新建长方体属性对话框中的Attribute选项卡，把长方体的名称修改为Substrate，设置其材质为FR4_epoxy，设置其透明度为0.8，如图5.7所示，然后单击按钮退出。双击此处 图5.7 长方体属性对话框中的Attribute选项卡 再双击操作历史树Substrate节点下的CreateBox，打开新建长方体属性对话框中

18、的Command选项卡，在该选项卡中设置长方体的顶点坐标和尺寸。在Position文本框中输入顶点位置坐标为(-ws/2 ,-ls/2 ,-h2)，在XSize、YSize和ZSize文本框中分别输入床方体的长、宽和高为ws、ls和-h，如图5.8所示，然后单击按钮退出。双击此处 图5.8 长方体属性(shxng)对方框中的Command选项卡创建探针馈电(ku din)的蜿蜒枝节在介质基片的上表面创建一个(y )中心位于原点的蜿蜒枝节，并将其命名为Strip。从主菜单中选择【Draw】【Rectangle】命令，或者单击工具栏上的按钮，进入创建矩形面的状态，然后在三维模型窗口的xy面上创建一

19、个任意大小的矩形面。新建的矩形面会添加到操作历史树的Sheets节点下，其默认的名称为Rectangle1。双击操作历史树Sheets节点下的Rectangle1，打开新建矩形面属性对话框中的Attribute选项卡，如图5.9所示。把矩形面的名称修改为Strip，设置其颜色为绿色，透明度为0.3，然后单击按钮退出。双击此处 图5.9 矩形(jxng)面属性对话框中的Attribute选项卡在双击操作历史(lsh)树Strip下的CreatRectangle节点，打开新建矩形面属性对话框中的Command选项卡，在该选项卡中设置矩形面的顶点坐标和大小。在Position文本框中输入顶点位置坐标

20、为(-rin ,-sx-a ,-h2)，在XSize和YSize文本框中分别输入矩形(jxng)面的长度和宽度为sw和sx+2*a，如图5.10所示，然后单击按钮退出。双击此处 图5.10 矩形面属性对话框中的Command选项卡 创建好后再选中操作历史树Sheets节点下的Strip，单击右键选择EditDuplicateMirror，再按Tab键将光标切换到软件下方输入坐标的方框中，依次输入起点坐标X：0、Y：0、Z：0，按Enter键，依次输入相对距离dx：0、dy：1、dz：0，按Enter键。复制好一个关于xoz面对称的Strip1，右键单击Strip1选择EditArrangeMo

21、ve，再按Tab键将光标切换到软件下方输入坐标的方框中，依次输入起点坐标X：0、Y：0、Z：0，按Enter键，依次输入相对距离dx：-8.73、dy：0、dz：0，按Enter键。使得Strip1与Strip关于原点对称。选择Strip，按住Ctrl键再选择Strip1，单击鼠标右键选择EditBooleanUnite，将两个矩形面合并。此时就创建好了探针馈电的蜿蜒枝节。创建参考地在距离介质基片下方h1处创建参考地，其长度和宽度分别为wg和lg，并将其命名为gnd。从主菜单(ci dn)选择【Draw】【Rectangle】命令(mng lng)，或者工具单上的按钮，进入创建矩形面的状态，然

22、后在三维模型窗口的xy面上创建一个(y )任意大小的矩形面。新建的矩形面会添加到操作历史树的Sheets节点下，其默认的名称为Rectangle1。双击操作历史树Sheets节点下的Rectangle1，打开新建矩形面属性对话框中的Attribute选项卡，如图5.11所示。把矩形面的名称修改为GND，透明度为0.8，然后单击按钮退出。双击此处 图5.11 矩形面属性对话框中的Attribute选项卡再双击操作历史树gnd节点下的CreatRectangle，打开新建矩形面属性对话框中的Command选项卡，在该选项卡中设置矩形面的顶点坐标和大小。在Position文本框中输入顶点位置坐标为(

23、-wg/2 ,-lg/2 ,-h2-h-h1)，在XSize和YSize文本框中分别输入矩形面的长度和宽度为wg和lg，如图5.12所示，然后单击按钮退出。双击此处 图5.12 矩形面属性对话框中的Command选项卡（5）创建探针和同轴馈线创建(chungjin)一个圆柱体作为同轴馈线的内芯，圆柱体的半径为rin，长度为h+h1+1mm，圆柱体顶部(dn b)圆心坐标为(0mm ,-sx ,-h2)，材质为理想导体(dot)，并命名为inner。从主菜单选择【Draw】【Cylinder】命令，或者单击工具栏上的按钮，进入创建圆柱体的状态，在三维模型窗口中创建一个任意大小的圆柱体。新建的圆柱

24、体会添加到操作历史树的Solids节点下，其默认的名称为Cylinder1。 双击操作历史树Solids节点下的Cylinder1，打开新建圆柱体属性对话框中的Attribute选项卡。把圆柱体的名称修改为inner，设置其材质为pec，然后单击按钮退出。再双击操作历史树inner节点下的CreatCylinder，打开新建圆柱体属性对话框的Command选项卡，在该选项卡中设置圆柱体的顶面圆心坐标、半径和长度。在Center Position文本框中输入顶面圆心坐标为(0mm ,-sx ,-h2)，在Radius文本框中输入半径值rin，在Height文本框中输入长度值-h-h1-1mm，如

25、图5.13所示，然后单击按钮，完成圆柱体inner的创建。双击此处 图5.13 圆柱体属性对话框中的Command选项卡 按住Ctrl，分别选中Substrate和inner，单击右键选择EditBooleanSubstact，进入Substact选项卡，如图5.14所示，确认Blank Parts里面是Substrate，Tool Parts下面是inner，为了保留inner将下面的复选框选中，单击按钮退出。图5.14 Substract选项卡用上面相同的方法(fngf)创建同轴馈线的外层，并命名为outer，材质为vacuum。从主菜单(ci dn)选择【Draw】【Cylinder】命

26、令(mng lng)，或者单击工具栏上的按钮，进入创建圆柱体的状态，在三维模型窗口中创建一个任意大小的圆柱体。新建的圆柱体会添加到操作历史树的Solids节点下，其默认的名称为Cylinder1。 双击操作历史树Solids节点下的Cylinder1，打开新建圆柱体属性对话框中的Attribute选项卡。把圆柱体的名称修改为outer，设置其材质为vacuum，然后单击按钮退出。再双击操作历史树outer节点下的CreatCylinder，打开新建圆柱体属性对话框的Command选项卡，在该选项卡中设置圆柱体的顶面圆心坐标、半径和长度。在Center Position文本框中输入顶面圆心坐标为

27、(0mm ,-sx ,-h2-h)，在Radius文本框中输入半径值rout，在Height文本框中输入长度值-h1-1mm，然后单击按钮，完成圆柱体outer的创建。按住Ctrl，分别选中outer和inner，单击右键选择EditBooleanSubstact，进入Substact选项卡，如图5.15所示，确认Blank Parts里面是outer，Tool Parts下面是inner，为了保留inner将下面的复选框选中，单击按钮退出。图5.15 Substract选项卡用上面相同(xin tn)的方法创建同轴馈线的金属底座，材质为pec。从主菜单(ci dn)选择【Draw】【Cyli

28、nder】命令(mng lng)，或者单击工具栏上的按钮，进入创建圆柱体的状态，在三维模型窗口中创建一个任意大小的圆柱体。新建的圆柱体会添加到操作历史树的Solids节点下，其默认的名称为Cylinder1。 双击操作历史树Solids节点下的Cylinder1，打开新建圆柱体属性对话框中的Attribute选项卡。名称保持不变，设置其材质为pec，然后单击按钮退出。再双击操作历史树Cylinder1节点下的CreatCylinder，打开新建圆柱体属性对话框的Command选项卡，在该选项卡中设置圆柱体的顶面圆心坐标、半径和长度。在Center Position文本框中输入顶面圆心坐标为(0

29、mm ,-sx ,-h2-h-h1-1mm)，在Radius文本框中输入半径值rout，在Height文本框中输入长度值-1mm，然后单击按钮，完成圆柱体Cylinder1的创建。用上面相同的方法创建探针，材质为pec。从主菜单选择【Draw】【Cylinder】命令，或者单击工具栏上的按钮，进入创建圆柱体的状态，在三维模型窗口中创建一个任意大小的圆柱体。新建的圆柱体会添加到操作历史树的Solids节点下，其默认的名称为Cylinder1。 双击操作历史树Solids节点下的Cylinder1，打开新建圆柱体属性对话框中的Attribute选项卡。将其名称修改为pin，设置其材质为pec，然后

30、单击按钮退出。再双击操作历史树Cylinder1节点下的CreatCylinder，打开新建圆柱体属性对话框的Command选项卡，在该选项卡中设置圆柱体的顶面圆心坐标、半径和长度。在Center Position文本框中输入顶面圆心坐标为(0mm ,sx ,0mm)，在Radius文本框中输入半径值rin，在Height文本框中输入长度值-h2，然后单击按钮，完成圆柱体pin的创建。（6）创建(chungjin)信号传输端口面同轴馈线需要穿过参考地面来传输信号(xnho)能量，因此，需要在参考地面gnd上开一个圆孔允许能量传输。从主菜单中选择【Draw】【Circle】命令(mng lng)

31、，或者单击工具栏上的按钮，进入创建圆面的状态，在三维模型窗口中创建一个任意大小的圆面。新建的圆面会添加到操作历史树的Sheets节点下，其默认名称为Circle1。双击操作历史树Circle1节点下的CreatCircle，打开新建圆面属性对话框的Command选项卡，在该界面下设置圆面的圆心坐标和半径。在Center Position文本框中输入圆心坐标为(0mm ,-sx ,-h2-h-h1)，在Radius文本框中输入半径值rout，如图5.16所示，然后单击按钮，完成Circle1的创建。双击此处 图5.16 圆面属性对话框中的Command选项卡按住Ctrl，分别选中gnd和Circ

32、le1，单击右键选择EditBooleanSubstact，进入Substact选项卡，如图5.17所示，确认Blank Parts里面是gnd，Tool Parts下面是Circle1，单击按钮退出。图5.17 Substract选项卡 至此，就创建好了天线模型(mxng)，如图5.18所示，接下来开始设置边界条件和端口激励。图5.18 天线(tinxin)模型（7）设置(shzh)边界条件把辐射贴片、探针馈电的蜿蜒枝节、参考地和同轴线的外层设置为理想边界条件。选中Patch，单击右键，选择【Assign Boundary】命令，打开理想导体边界条件设置对话框，如图5.19所示。在该对话框中

33、保留默认设置不变，直接单击，即可设置平面Patch为理想导体边界。理想边界条件的默认名称PerfE1会自动添加到工程树的Boundaries节点下。此时，平面Patch等效于一个理想导体面。图5.19 设置理想(lxing)导体边界条件 使用同样的方法，将其他3个表面设置为理想导体边界条件。值得注意的是，在设置同轴线外层(wi cn)表面时，需先在建模窗口中单击右键选择Select Faces选项，再选择同轴线的外层表面进行设置。 设置(shzh)辐射边界条件，从主菜单中选择【Draw】【Box】命令，或者单击工具栏上的按钮，进入创建长方体的状态，然后在三维模型窗口中创建一个任意大小的长方体。

34、新建的长方体会添加到操作历史树的Solids节点下，其默认的名称为Box1.双击操作历史树Solids节点下的Box1，打开新建长方体属性对话框中的Attribute选项卡，把长方体的名称修改为Air，设置其透明度为0.8，然后单击按钮退出。再双击操作历史树Air节点下的CreateBox，打开新建长方体属性对话框中的Command选项卡，在该选项卡中设置长方体的顶点坐标和尺寸。在Position文本框中输入顶点位置坐标为(-wg/2-20mm ,-lg/2-20mm ,-h2-h-h1-20mm)，在XSize、YSize和ZSize文本框中分别输入床方体的长、宽和高为wg+40mm、lg+

35、40mm和h1+h+h2+20mm+40mm，然后单击按钮退出。 长方体模型Air创建好后，单击操作历史树Solids节点下的Air，选中该模型。然后在三维模型窗口中单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择【Assign Boundary】【Radiation】命令，打开如图5.20所示的辐射边界条件设置对话框。保留对话框的默认设置不变，直接单击按钮，将其设置为辐射边界条件。图5.20 辐射(fsh)边界条件设置对话框（8）设置(shzh)端口激励将同轴线的底段设置为波端口激励。在建模窗口中单击鼠标右键选择Select Objects，选中轴馈线(ku xin)的金属底座Cylinder1，点击工

36、具栏中按钮将其隐藏。然后在建模窗口中单击鼠标右键选择Select Faces，选中同轴线的底面如图5.21所示，图5.21 选中后的同轴线底面然后(rnhu)在其上单击鼠标右键，选择【Assign Excitation】【Wave Port】，打开如图5.22所示的波端口设置(shzh)对话框，首先直接单击下一步，进入Modes对话框，单击Integration Line项的None，从下拉列表中选择New Line选项，进入三维模型窗口设置积分线。此时在工作界面右下角状态栏的X、Y、Z文本框中输入积分线起始点坐标(0.635，-17.7，-19.5)，按Enter键确认；然后在状态栏的dX、

37、dY、dZ文本框中输入相对(xingdu)坐标(0.8255，0，0)，按Enter键确认。此时回到Modes对话框，Integration Line项由None变成Defined，单击下一步按钮。在Post Processing对话框中选中，并设置Full Port Impedance选项为50ohm。最后单击按钮，完成鸡枞端口激励方式的设置。 图5.22 设置(shzh)波端口激励设置完成(wn chng)后，鸡枞端口激励的名称“1”会添加到工程(gngchng)树的Excitations节点下。（9）求解设置A求解频率和网格剖分设置设置求解频率为1.94GHz，自适应网格剖分的最大迭代次

38、数为20，收敛误差为0.02。右键单击工程树下的Analysis节点，选择【Add Solution Setup】命令，打开Solution Setup对话框。在Solution Frequency文本框中输入求解频率1.94GHz，在Maximum Number of Passes 文本框中输入最大迭代次数12，在Maximum Delta S文本框中输入收敛误差0.02，其他选项保留默认设置，如图5.23所示。然后单击按钮，完成求解设置。图5.23 求解(qi ji)设置B扫频设置(shzh)展开工程树下的Analysis节点，右键单击求解设置项Setup1，选择【Add Frequenc

39、y Sweep】，打开Edit Sweep对话框，如图5.24所示。在Sweep Type下拉列表中选择扫描类型(lixng)为Discrete，在Frequency Setup选项组中将Type选项设置为LinearStep，在Start文本框中输入1.6GHz，在Stop中输入2.3GHz，在Step Size中输入0.025GHz，其他选项保留默认设置。最后单击完成设置。设置完成后，该扫频设置项的名称Sweep1会添加到工程树的求解设置项Setup1下。图5.24 扫频设置(shzh)（10）设计(shj)检查和运行仿真计算通过前面的操作，我们已经完成了模型(mxng)创建和求解设置等H

40、FSS设计的前期工作，接下来就可以运行仿真计算并查看分析结果了。但在运行仿真计算之前，通常需要进行设计检查，确认设计的完整性和正确性。从主菜单中选择【HFSS】【Validation Check】，或者单击工具栏上的按钮，进行设计检查。此时，会打开如图5.25所示的Validation Check对话框，在该对话框中的每一个选项的前面都显示图标，表示当前的HFSS设计正确且完整，然后单击按钮关闭对话框。接下来，我们就可以开始运行仿真计算了。图5.25 设计(shj)检查结果对话框右键单击工程(gngchng)树下的Analysis节点，选择【Analyze All】，或者单击工具栏上的按钮，开

41、始运行仿真(fn zhn)计算。在仿真计算过程中，工作界面右下方的进度条窗口会显示出求解进度，信息管理窗口也会有相应的信息说明，并会在仿真计算完成后给出完成提示信息。（11）查看天线结果A回波损耗 右键单击工程树下的Results节点，选择【Creat Modal Solution Data Report】【Rectangular Plot】，打开报告设置对话框，如图5.26所示。在该对话框中确定左侧Solution选项设置的是Setup1：Sweep1，在Category列表框中选中S Parameter，在Quantity列表框中选中S(1,1)，在Function列表框中选中dB。然后单

42、击按钮，再单击按钮关闭对话框。此时，即可生成如图5.27所示的S11在1.6GHz-2.3GHz的扫频分析结果。图5.26 分析报告设置对话框图5.27 S11的扫频分析(fnx)结果B驻波比 右键单击工程(gngchng)树下的Results节点，选择【Creat Modal Solution Data Report】【Rectangular Plot】，打开报告设置对话框，如图5.28所示。在该对话框中确定(qudng)左侧Solution选项设置的是Setup1：Sweep1，在Category列表框中选中VSWR，在Quantity列表框中选中VSWR(1)，在Function列表框中

43、选中none。然后单击按钮，再单击按钮关闭对话框。此时，即可生成如图5.29所示的VSWR在1.6GHz-2.3GHz的扫频分析结果。图5.28 分析结果报告设置对话框图5.29 VSWR的扫频分析(fnx)结果定义辐射表面，要想查看天线的远区场计算结果，首先(shuxin)需要定义辐射表面，辐射表面是在球坐标系下定义的。在球坐标系下，xz平面相当于Phi=0的平面(pngmin)，yz平面相当于Phi=90的平面。定义Phi=0的平面为辐射表面：右键单击工程树下的Radiation节点，选择【Insert Far Field Setup】【Infinite Sphere】，打开Far Fie

44、ld Radiation Sphere Setup对话框，定义辐射表面。在Name文本框中输入辐射表面的名称E Plane，在Phi角度对应的Start、Stop和Step Size 文本框中分别输入0、0、0，在Theta角度对应的Start、Stop和Step Size 文本框中分别输入-180、180和1，然后单击按钮完成设置。定义Phi=90的平面为辐射表面：右键单击工程树下的Radiation节点，选择【Insert Far Field Setup】【Infinite Sphere】，打开Far Field Radiation Sphere Setup对话框，定义辐射表面。在Name

45、文本框中输入辐射表面的名称H Plane，在Phi角度对应的Start、Stop和Step Size 文本框中分别输入90、90、0，在Theta角度对应的Start、Stop和Step Size 文本框中分别输入-180、180和1，然后单击按钮完成设置。定义三维立体球面为辐射表面：右键单击工程树下的Radiation节点，选择【Insert Far Field Setup】【Infinite Sphere】，打开Far Field Radiation Sphere Setup对话框，定义辐射表面。在Name文本框中输入辐射表面的名称3D，在Phi角度对应的Start、Stop和Step S

46、ize 文本框中分别输入0、360、1，在Theta角度对应的Start、Stop和Step Size 文本框中分别输入0、180和1，然后单击按钮完成设置。此时，定义的辐射表面会添加到工程树Radiation节点下。C三维增益方向图 右键单击工程树下的Results节点，选择【Creat Far Fields Report】【3D Polar Plot】，打开报告设置对话框，如图5.30所示。在Geometry下拉列表中选择前面定义的3D，在Category列表框中选中Gain，在Quantity列表框中选中GainTotal，在Function列表框中选中dB。然后单击按钮，再单击按钮关闭对话框。生成如图5.31所示的三维增益方向图。图5.30 三维增益