HFSS 矩形微带贴片天线的仿真设计报告

基于 HFSS 矩形微带贴片天线的仿真设计 实验目的：运用HFSS的仿真能力对矩形微带天线进行仿真 实验内容：矩形微带天线仿真：工作频率7.55GHz 天线结构尺寸如表所示： 名称 Sub GND Patch MSLine Port Air 起点 0，0，0 0，0，-0.79 7.03 , 8 , 0 10.13,0,-0.79 10.13,0,-0.79 -5,-5,-5.79 尺寸 28.1，32，-0.79 28.1，32，-0.05 12.45 , 16, 0.05 2.49 , 8 , 0.05 2.49 ,0, 0.89 38.1 , 42, 10.79 类型 Box Box Box Box Rectangle Box 材料 Rogers 5880 （tm） pec pec pec Vacumn 一、新建文件、重命名、保存、环境设置。 （1）、菜单栏File>>save as,输入Antenna，点击保存。 ...

（2）. 设置激励终端求解方式：菜单栏HFSS>Solution type>Driven Termin ，点击OK。

（3）、设置模型单位：3D Modeler>Units选择mm ，点击OK。

（4）、菜单栏Tools>>Options>>Modeler Options,勾选”Edit properties of new pri”, 点击OK。

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二、 建立微带天线模型

(1)点击 创建GND,起始点：x:0，y:0，z:-0.79，dx:28.1,dy:32,dz:-0.05

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修改名称为GND, 修改材料属性为 pec，

(2) 介质基片：点击

，：x:0，y:0，z:0。dx: 28.1，dy: 32，dz: - 0.794，

修改名称为Sub，修改材料属性为Rogers RT/Duriod 5880，修改颜色为绿色 ，透明度0.4。

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点击OK

(3) 建立天线模型

patch，

点击，x:7.03,y: 8, z:0 ，dx: 12.45，dy: 16，dz: 0.05

命名为patch，点击OK。

(4) 建立天线模型微带线MSLine

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点击

，x:10.13,y: 0, ,z: 0 ， dx:2.46，dy: 8，dz: 0.05，

命名为MSLine， 材料pec, 透明度0.4

选中Patch和MSLine，点击Modeler>Boolean>Unite

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（5）、建立端口。创建供设置端口用的矩形，该矩形连接馈线与地 。

Modeler>Grid Plane>XZ，或者 设置点击

，创建Port。命名为port

双击Port下方CreatRectangle

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输入：起始点：x: 10.13，y: 0，z:- 0.84，尺寸： dx:2.46，dy: 0，dz: 0.89

（6）、创建Air。

点击

，x:-5，y:-5，z:-5.79， dx:38.1, dy:42, dz:10.79

修改名字为Air，透明度0.8.

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, 三、

设置边界条件和端口激励。

（1）设置理想金属边界：选择GND，右击Assign Boundaries>>Perfect E

将理想边界命名为：PerfE_GND，，点击OK。

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（2）、设置边界条件：选择Port，点击Assign Boundaries>>Perfect E

在对话框中将其命名为PerfE_Patch ，点击OK。

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（3）、设置激励。选中port，右击。Assign Excitations>>Lumped Port

将端口命名为Port1，勾选GND。点击OK。

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（4）、设置辐射边界。

选中Air，右击Assign Boundaries>>Radiation，

命名为Rad1，点击OK。

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四、 求解设置 ，设置求解频率。

（1）、求解设置

右击Analysis >> Add Solution Setup

Solution Frequency: 7.55GHz，Maximum Number of Passes: 15，Maximum Delta S per Pass: 0.02 ,点击确定。

（2）、设置求解频率

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右击Setup1，>>Add Frequency Sweep

选择Setup1，Sweep Type: Fast， Frequency Setup Type: Linear Count，Start:6GHz，Stop:9GHz，step size: 0.01，选中Save Field复选框 ,点击OK。

（3）、设置无限大球面。

右击Radiation>Insert Far Field Setup>Infinite Sphere

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Phi: Start: 0deg，Stop: 360deg，Step: 10deg Theta: Start: 0deg，Stop: 180deg，Step: 10deg

五、设计检查与分析。

点击

，点击Close。

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右击Analyse>>Analye All。

进程框

信息管理框，显示结果。

六、

后处理操作

（1）、 S参数

右击Result>>Create Terminal solution data Report>>rectangle Plot

Report Type: Modal S Parameters;Display Type: Rectangle，在Trace窗口中设置，

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Solution: Setup1: Sweep1，Domain: Sweep，点击Y标签，Category: S parameter，Quantity: S(p1,p1)，Function: dB.

点击New Report.

(2)、Smith 圆图

右击Result>>Create Terminal solution data Report>>Smith chart

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如下图选择

点击New Report.

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(3)、平面方向图

右击Radiation >>insert Far Field Setup>>Infinite sphere.

如下设置

右击result>>created far fileds report>>radiation pattern

如图设置分别选择XOY,Gain,GainTotal,dB.

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点击New Report.

（4）、3D远场增益方向图。

右击Results>Create Far Fields Report>>Radiation Pattern.

在Trace窗口中设置：Solution: Setup1: LastAdptive，在Sweeps标签中，在Name中点击变量Phi，在下拉菜单中选择Theta，Category: Gain；Quantity: Gain Total；Function: dB.

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点击New Report.

（5）、其他参数

右击Radiation>>Infinite sphere>>computer antenna parameters

设置如下

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点击确定

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结果分析：

S参数的结果与理论结果基本一致，中心频率在7.55左右，参数还能优化。

2D辐射远场则从360度范围内反映了实验天线在各个方向

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的辐射强度

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