微波技术与天线实验10利用HFSS仿真对称振子阵列天线

1一实验目的1学会使用Ansoft软件hfss工具包分析阵列天线的基本步骤。2计算四元阵的方向图，并观察馈电电压相位改变时方向图的变化。图0对称振子四元阵二实验原理及步骤1、建立天线模型按照教材P199图5.2-17给出的四元阵的示意图，计算出天线各单元的尺寸和坐标位置，建立模型进行仿真（如图0）。工作频率为3GHz，波长lbd=100mm。四分之一波长振子单臂长度l0=lbd/4=25mm,阵列单元间距d=lbd/250mm，各振子臂为以z轴各为轴的圆柱体，模型如表1。其中r0=1mm，l0=25mm，d=50mm。表1振子模型天线单元编号名称Basecenter(mm)z向高度(mm)半径材料1ant11(0,0,-0.5)-l0r0Perfectconductorant12(0,0,0.5)l02ant21(0,d,-0.5mm)-l0ant22(0,d,0.5mm)l03ant31(0,2*d,-0.5mm)-l0ant32(0,2*d,0.5mm)l04ant41(0,3*d,-0.5mm)-l02ant42(0,3*d,0.5mm)l0各振子的激励加在矩形平面上（平行于yz面），模型如表2。表2激励源模型name法线Position尺寸源feed1x轴（即yz平面）0,-r0,-0.5mmysize=2*r0,zsize=1mmLumpedport（每个单独设置，共4个lumpedport）feed20,d-r0,-0.5mmfeed30,2*d-r0,-0.5mmfeed40,3*d-r0,-0.5mmAirbox为立方体，顶点坐标为(-lbd/4-r0,-lbd/4-r0,-lbd/4-l0-0.5mm)，尺寸为xsize=2*(lbd/4+r0),ysize=2*lbd/4+4*r0+3*d，zsize=2*(lbd/4+l0+0.5mm)。其中lbd=100mm，材料为vaccum，边界条件为radiation。2、设置频率3GHz，运行计算。3、设置立体角度在ProjectManager窗口中，选择dipoleHFSSDesign1Radiation，点击鼠标右键，选择InserFarmFieldSetupInfiniteSphere，出现远场辐射球设置界面“FarFieldRadiationSphere”，设置如图1，点击确定。3图1远场辐射球设置界面4、仿真结果（1）等幅同相激励选择projectmanger窗口中的FieldOverlays，点击鼠标右键EditSource，按照图2所示设置各端口的激励源，等幅同相激励。4图2α=0的激励源设置此时H面方向图如图3，立体方向图如图4。图3α=0时的H面方向图（theta=90deg）5图4α=0的立体方向图（2）等幅α=90。激励三试验报告要求1、写出阵元为半波振子、单元间距为λ/2的均匀四元阵的仿真步骤。2、给出α=0、90。、180。、270。的H面方向图。