第三章-偶极子和单极子天线设计课件.ppt

1、123 偶极子和单极子天线设计偶极子和单极子天线设计v概述概述v偶极子天线偶极子天线HFSS设计设计33.1 概述概述43.1 概述概述53.1 概述概述63.1 概述概述73.1 概述概述v主平面方向图：主平面方向图：E面面与电场矢量平行的且包含最与电场矢量平行的且包含最大辐射方向的平面。大辐射方向的平面。H面面与磁场矢量平行的且包与磁场矢量平行的且包含最大辐射方向的平面（垂直于含最大辐射方向的平面（垂直于E面）。面）。83.1 概述概述93.1 概述概述103.1 概述概述113.1 概述概述123.1 概述概述3.2 半波偶极子天线设计半波偶极子天线设计v打开打开HFSS并保存一个新项目

2、并保存一个新项目 打开打开File选项选项(alt+F),单击单击Save as。输入项目名。输入项目名hfss_dipole。v一一.Step1 创建模型创建模型 1、创建振子、创建振子1 1）选择）选择cylinder图标图标 2）输入参数：）输入参数：切换到切换到参数设置区参数设置区（在工作区的右下角），设置圆柱体的基坐标为（在工作区的右下角），设置圆柱体的基坐标为(x=0 mm,y=0 mm,z=1.25mm);按下按下Enter 键后输入半径和长度：键后输入半径和长度：dx=2.5mm,dy=0 mm,dz=73.75mm。注意：注意：在设置时不要在绘图区中在设置时不要在绘图区中点击

3、鼠标。点击鼠标。l弹出属性窗弹出属性窗口，其中可口，其中可更改圆柱体更改圆柱体尺寸。尺寸。l点击点击显示全部的物体显示全部的物体（ctrl+D）l参数设置区参数设置区13 3）设置振子）设置振子1的名称和材料的名称和材料 在对象列表中双击在对象列表中双击cylinder1，弹出如下属性窗口。弹出如下属性窗口。v设置名称：将设置名称：将Name改为改为“pole1”。v设置材料：单击设置材料：单击Material的的Value，在如下对话框中输入在如下对话框中输入“pec”并确定。并确定。l属性窗口，其中可设置属性窗口，其中可设置名称，材料等名称，材料等l设置材料设置材料14 2、创建振子、创建

4、振子2（方法与创建振子（方法与创建振子1类似）类似）1）选择）选择cylinder图标图标 2）输入参数：）输入参数：切换到切换到参数设置区，参数设置区，设置圆柱体的基坐标为设置圆柱体的基坐标为(x=0 mm,y=0 mm,z=-1.25mm);按下按下Enter 键后输入半径和长度：键后输入半径和长度：dx=2.5mm,dy=0 mm,dz=-73.75mm。注意此时坐标的选取注意此时坐标的选取。3）设置名称和材料）设置名称和材料 设置名称为设置名称为“pole2”，材料同为，材料同为“pec”。设置完毕，如下图所示。设置完毕，如下图所示。l振子示意图振子示意图15 3、创建空气腔（规定计算

5、的区域）、创建空气腔（规定计算的区域）1）选择）选择box图标图标 2）输入参数：）输入参数：切换到切换到参数设置区，参数设置区，设置长方体的基坐标为设置长方体的基坐标为(x=-115 mm,y=-115 mm,z=-185mm);按下按下Enter 键后输入三边的长度：键后输入三边的长度：dx=230 mm,dy=230 mm,dz=370 mm。注意：注意：空气腔大小的选取原则空气腔大小的选取原则空气腔距空气腔距离天线的距离大于四分之一波长离天线的距离大于四分之一波长。l参数设置区参数设置区16 3）设置名称和材料）设置名称和材料 双击对象列表中的双击对象列表中的“Box1”，设置名称为，

6、设置名称为“air”，材料为，材料为“vacuum”，透明度透明度Transparent为为0.9。同时按下。同时按下 ctrl 和和D 键键(ctrl+D)，将视图调整一下。，将视图调整一下。l设置空气腔的名称和材料设置空气腔的名称和材料17v二二.Step2 设定边界条件设定边界条件 1、将、将air设置成辐射边界条件；设置成辐射边界条件；在对象列表中选中在对象列表中选中air,单击鼠标右键，进入单击鼠标右键，进入Assign Boundary选项，点选项，点击击Raditation选项。并此边界命名为选项。并此边界命名为air。l设置辐射边界设置辐射边界l辐射边界示意图辐射边界示意图18

7、 1、绘制激励所在的矩形、绘制激励所在的矩形 1）在绘图区域中切换为）在绘图区域中切换为yz平面。平面。2）绘制矩形）绘制矩形 选择选择rectangle图标图标 切换到参数设置区，设置长方形的基坐标为切换到参数设置区，设置长方形的基坐标为(x=0mm,y=-2.5mm,z=-1.25mm);按下按下Enter 键后输入长度：键后输入长度：x 方向方向0mm,y 方向方向5mm,z 方向方向2.5mm。lxy平面平面lyz平面平面v三三.Step3设置激励设置激励19l参数设置区参数设置区l激励所在矩形激励所在矩形 3）更改名称）更改名称 把矩形名称更改为把矩形名称更改为“port1”。20

8、2、添加激励、添加激励 在对象列表中，右键单击在对象列表中，右键单击“port1”，按下图所示添加激励，按下图所示添加激励“Lumped Port”。21v四四.Step4 设定求解的参数设定求解的参数 1、选择一种求解方式、选择一种求解方式 1）在）在 HFSS 菜单上，点击菜单上，点击Solution Type 选项。选项。2）选择源激励方式，在）选择源激励方式，在Solution Type 对话框中选中对话框中选中Driven Mode 项。项。l设置求解类型设置求解类型l选择源激励方式选择源激励方式22 2、添加求解设置、添加求解设置 1）在项目管理列表中，右键单击）在项目管理列表中，

9、右键单击Analysis。2）选择）选择Add Solution Setup。3)设置求解频率为设置求解频率为“0.9GHz”。23 3、添加扫频设置、添加扫频设置 1）在项目管理列表中，右键单击）在项目管理列表中，右键单击Analysis-Setup1。2）选择）选择Add Sweep。3)设置扫频类型为设置扫频类型为“Fast”，起止频率为，起止频率为“0.5GHz”-“1.5GHz”，取样点数取样点数101点。点。24 4、添加远场设置、添加远场设置 1）在项目管理列表中，右键单击）在项目管理列表中，右键单击Radiation。2）选择）选择Insert Far Field Setup-

10、Infinite Sphere。3)设置设置Phi：0-360，Theta：-180-180。25v五五.Step5求解求解 1、在项目管理列表中，右键选择、在项目管理列表中，右键选择Analysis-Setup1。2、选择、选择Analyze选项。选项。l选择分析求解选择分析求解l求解进度求解进度l 选择选择Convergence，查看是否收敛，查看是否收敛26v六六.Step6后处理后处理 1、S参数参数27 2、方向图、方向图28课后练习：课后练习：29课后练习：课后练习：30上机实验一：上机实验一：31备注：上机实验必须完成，并提交实验报告。课后练习尽量完成，提交备注：上机实验必须完成，并提交实验报告。课后练习尽量完成，提交HFSS工程文件，作为平时成绩额外加分依据。工程文件，作为平时成绩额外加分依据。32Thank You!