antenna实验指导书(专业版)

　　

【正文】 F. 四）设置解决方案类型（Set Solution Type）1．选择菜单中的HFSS解决方案类型（Solution Type）2．解决方案类型窗口：1）选择模式驱动（Driven Model）2）点击OK按钮。 端口：波端口（Wave ports）216。应该注意到编辑的顺序是很重要的。第三章 天线实例第一节 超高频探针天线这个例子教你如何在HFSS设计环境下创建、仿真、分析一个超高频探针天线F. F. 一、Ansoft HFSS设计环境一）Ansoft HFSS的以下特性将会应用到此无源器件的模型中1．3D立体建模1）原始结构：圆柱体（Cylinders），长方体（Boxes）2）布尔运算：结合（Unite），相减（Subtract）2．边界条件和激励端口：波端口（Wave ports）3．分析扫频：快速扫频（Fast Frequency）4．结果笛卡尔坐标系绘图（Cartesian plotting）5．场分布：3D远场分布图（3D Far Field Plots）二、开始一）启动Ansoft HFSS1．点击微软的开始按钮，选择程序，然后选择Ansoft，HFSS10程序组，点击HFSS10，进入Ansoft HFSS。2. 此时会弹出一个对话框如下图所示。否则，仿真结果中一定会包含高次谐波的影响。内部波端口：结构内部定义波端口，你必须在内部建立一个不存在的空间或者在已存在物体内侧选择一个面并将它的材料定义成为理想导体。如需要改变线段的方向，在终端线（Terminal Line）一列，选择切换终点（Swap Endpoints）。六、 关于校准线在计算波端口激励的场模式时,场在ωt＝0时的方向是任意的且指向至少两个方向中的一个。在绘图窗口的点击。每一条用于校准的积分线线都具有以下的特性： 阻抗：作为一个阻抗线，这条线作为HFSS在端口对电场进行积分计算电压的积分路径。实验测量，例如矢量网络分析仪，以及电路仿真器中使用的特性阻抗是常数（这使得端口在各个频率下不是完全匹配）。 另外，我们注意到激励场模式的计算只能在一个频率。使用主从边界时还应注意：它们只能定义在平面上其中一个边界面形状必须和另一个边界面形状相对应任意的波源（Arbitrary Wave Source）极化平面波（圆极化，椭圆极化）凋落平面波高斯波束赫兹双级子以及线源线天线频率选择表面（Frequency Selective Surface）自动计算反射，传输可以采用插入扫描第二节 激励一、 激励技术综述端口是唯一的一种允许能量流入和流出结构的边界条件。系统在辐射边界处吸收电磁波，本质上就可把边界看成是延伸到空间无限远处。为了模拟有耗表面，你应提供以西门子/米（Siemens/meter）为单位的损耗参数以及导磁率参数。提示：端口总是采用最高的优先级。你可以想象，这就像你的结构被装入了一个薄的理想导体内。当跨越边界或者激励源时，场矢量就不再连续了，它的导数也就没有意义了。一、参数定义 选择参数命令选定要改变的值输入变量来取代固定值通过数学公式或设置变量来定义变量模型会自动更新F. 二、变量在HFSS桌面有两种定义变量的方法：设置属性－局部模型。F. 局部坐标系统创建局部坐标系统的能力增加了了创建结构体的灵活性。九、附加视图设置视图的附加属性例如规划、方向性、亮度等都可以在菜单View Modify Attributes中设置。F 改变视角通过以下命令，你可以随时（集市仔图形生成的过程中）改变视角：一、工具条旋转－结构会绕坐标系统旋转。默认名称以基元类型开头，后面跟随数字标号：BoxBox2 等等。 F. 和前面叙述的一样，每个物体有两种性能：属性点击数型结构的相关项可以选择物体。动态选择的默认模式是以唯一的外形颜色显示物体。按住CTRL+ENTER键可以设置本地参考点。这些相关的操作在布尔运算中可以实现。在相对模式下，坐标不再是绝对的（从工作坐标的圆点开始计算），而是相对于前一个输入点。这些步骤在假设工程和HFSS设计已经创建的基础上进行。通过树型结构你可以找到任何物体的属性。构造一个设计包括以下几点：1. 参数模型（Parametric Model Generation）：构造集合图形、边界和激励源2. 分析（Analysis Setup）：设定求解器和频率扫描3. 结果（Results）：构造2D报告和扫描场4. 求解流程（Solve Loop）：求解是自动进行的，下图解释了求解的进程：F. 七. 打开一个HFSS项目描述怎样打开一个已有的项目或者新建一个项目一) 新建一个工程1. 选择菜单条目File New.2. 选择菜单条目Project Insert HFSS Design.二) 打开一个现有的项目1. 选择菜单条目File open，使用打开对话框来选择项目2. 点击OPEN来打开项目三) 从浏览器中打开一个现有的项目1. 可以从浏览器中打开一个项目2. 通过以下步骤来在浏览器中打开一个现有的项目 双击项目名称 右键点击项目并选择Open第二节 设置求解器一. 怎样设置求解器。5. 选择菜单条目Window Close All来关闭所有打开的设计，及时保存没有保存的设计。2. 终端驱动（Driven Terminal）：单端口或不同节点的S参数的差值。了解如何使用绘画平面，请参考章节：设计和察看简单结构。F. 设置端点一、网格从例子中我们可以了解到设置一个端点的最简单的方式：在网格平面点击一下即可。详情见输入参数概述。捕捉默认值如下图所示。问题清单（面、边、顶点）。你可以重复多次直到选中你想选中的物体。选中命令后，在3D模型窗口可以看到物体会以粗体形式显示出来。0是固体，1是线形体。活力（Animate）－创建或展示几何图形的参数。通过布尔运算组合物体大多数复杂的结构可以由简单的基元组成。它位于物体的某个面。F. 六、灵活性在3D模型窗口点击右键并选择灵活性即可看到参数化。为了在有限的空间内模拟无限的真实世界， HFSS应用背景条件或者外部边界条件来包围几何模型区域。这个波导的表面被自动的设定为理想导体并被给予边界条件outer,或者你也可以将它改变为有损耗的导体。边界上的电场线与它表面相切。集总RLC边界（Lumped RLC）——种由集总电阻，电容，电感并联组成的表面。在这种情况下，端口具有不同的功率，电压，电流，以及阻抗。每个波端口都是单独激励的，并且其中的每个模式的平均功率都是一瓦。模式和频率和每种模式相关的场模式一般会随频率的改变而变化。 对称面——端口解算器可以理解理想电对称面（Perfect E symmetry）和理想磁对称面（Perfect H symmetry）面。提示：也许你需要首先运行端口解（portsonly solution ），帮助你确定如何设置积分线和它的方向。计算特征阻抗的方法有很多种（Zpi, Zpv, Zvi）。需要用终端线校准已定义的波端口：1. 在项目树（Project Tree）中打开激励（Excitations），并双击被校准的波端口。来的。第一个图显示直接在结构外面的导体表面定义了波端口。通常，仿真中应包括所有的传播模式。只有模型算出的阻抗乘2以后，其阻抗值才与实际结构相同。F. 三、建立3D模型一）设置模型的单位1．选择菜单中的3D模型（3D Modeler）单位（Units）2．设置模型单位：1）选择单位：英寸（in）2）点击OK按钮F. 二）设置缺省材料1．利用3D模型的材料工具栏，点选择（Select）F. 2．选择定义窗口：1）在以名称查找栏（Search by Name）输入铜（copper）2）点击OK按钮F. 三）建立环孔1．通过建立两个圆柱，一个表示外径、一个表示内径，来建立一个环。3）查看矩阵数据（Matrix Data）点击矩阵数据标签（Matrix Data）注意：查看矩阵数据的实时更新，要建立最近合适（Last Adaptive）的Setup1的仿真2．点击关闭（Close）按钮F. 八、创建报告一）建立终端S参数（Terminal S Parameters）绘图—幅值创建报告：1．选择菜单中的HFSS结果（Results）创建报告（Create Report）2．建立报告窗口：1）报告类型：终端S参数（Terminal S Parameters）2）显示方式：直角坐标图3）点击OK按钮3．轨迹窗口：1）解决方案：Setup1：Sweep12）范围：Sweep3）点击Y标签a．种类（Category）：终端S参数（Terminal S Parameters）b．数量（Quantity）：St（p1,p1）c．函数（Function）：dBd．点击添加轨迹（Add Trace）按钮4）点击完成（Done）按钮F. 二）远区场覆盖图建立远区场覆盖图1．建立2D远区场极坐标图：1）选择菜单中的HFSS结果（Results）建立报告（Create Report）2）建立报告窗口：a．报告类型：远区场（Far Fields）b．显示方式：辐射图（Radiation Pattern）c．点击OK按钮3）轨迹窗口a．解决方案：Setup1：最新的b．几何形状（Geometry）：ff_2dc．在扫频（Sweeps）标签，在名称栏选择Phi，并在下拉菜单中选择Theta。二）设置工具选项注意：为了按照本例中概述的步骤，应核实以下工具选项已设置：1．选择菜单中的工具（Tools）选项（Options）HFSS选项（HFSS Options）2．HFSS选项窗口：1）点击常规（General）标签a．建立新边界时，使用数据登记项的向导（Use Wizards for data entry when creating new boundaries） ：勾上。2）选择菜单中的3D模型（3D Modeler）布尔运算（Boolean）结合（Unite）9．改变名称1）在模型（Model）树中，选择所显示唯一的对象2）点击属性（Properties）按钮a．在名称栏（Value of Name）输入：Horn_Airb．点击OK按钮3）点击完成（Done）按钮10．设置缺省材料：1）利用3D模型的材料工具栏，点击选择（Select）2）选择定义窗口：a．在以名称搜索（Search by name）栏输入pecb．点击OK按钮F. 11．建立喇叭壁1）选择菜单中的画图（Draw）圆柱Cylinder2）利用坐标输入栏，输入圆柱的位置：X：，Y：，Z：，按回车键3）利用坐标输入栏，输入半径：dX：，dY：，dZ：，按回车键4）利用坐标输入栏，输入高度：dX：，dY：，dZ：，按回车键5）设置名称：a．在性质（Properties）窗口选择属性（Attribute）标签.b．在名称值（Value of Name）处输入：Hornc．点击OK按钮6）使模型适合视图：选择菜单中的视图（View）适合所有（Fit All）当前视图（Active View）。由于其表面是圆柱形的，我们将采用辐射边界。F. 五）建立辐射边界条件1．选择菜单中的编辑（Edit）选择（Select）通过名称（By Name）2．选择对象对话框1）选择对象名称：Air2）点击OK按钮3．选择菜单中的HFSS边界（Boundaries）指定（Assign）辐射（Radiation）4．辐射边界窗口1）名称（Name）：Rad12）点击OK按钮六）建立波端口激励11．选择对象p1：1）选择对象名称：p12）点击OK按钮2．指定波端口激励1）选择菜单中的HFSS激励（Excitations）指定（Assign）波端口（Wave Port）2）波端口：常规（General）a．名称：p1b．点击下一步（Next）按钮3）波端口：终端（Terminals）a．终端（Terminals）数目：1b．对于T1，点击未定义（Undefined）栏并选择新建线（New Line）c．利用坐标输入栏，输入向量的位置X：，Y：，Z：，按回车键d．利用坐标输入栏，输入向量顶点dX：，dY：，dZ：，按回车键e．点击下一步（Next）按钮4）波端口：差分对点击下一步（Next）按钮5）波端口：后加工参考阻抗：506）点击完成（Finish）按钮F. 七）建立无限大地平面1．选择菜单中的编辑（Edit）选择（Select）面（Face）2．选择空气盒子Z=0的面3．选择菜单中的HFSS边界（Boundaries）指定（Assign）有限电导率（Finite Conductivity）4．有限电导率边界窗口1）名称（Name）：gnd_plane2）使用材料（Use Material）：勾上3）点击真空（vacuum）按钮4）选择定义窗口：a．在以名称搜索（Search by Na