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半波偶极子天线仿真一、原理二、步骤:1、新建设计工程(1)新建工程文件(2)设置求解类型【SolutionType】为“DrivenModal”(3)设置模型长度单位【Units】为“mm”2、添加和定义设计变量选择【DesignProperties】,打开设计属性对话框,打开AddProperty对话框,添加变量3、设计建模(1)创建偶极子天线模型选择【Draw】→【Cylinder】,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。设置Cylinder1的属性,名称设置为“Dipole”,材质设置为“pec”双击“CreateCylinder”节点,打开“Command”选项卡,设置圆柱体的底面圆心坐标、半径和长度。通过沿着坐标轴复制操作,生成偶极子天线的另一个臂。【Edit】→【Duplicate】→【AroundAxis】,设置如图对话框(2)设置端口激励把当前工作平面设置为yz平面:在工具栏上的“XY”下拉列表框中选择“YZ”。在三维模型窗口的yz面上创建一个任意大小的矩形面。把矩形面的名称设置为“Port”。设置矩形面的顶点坐标和大小,如图:设置该矩形面的激励方式为集总端口激励:选中该矩形面,单击右键,选择【AssignExcitation】→【LumpedPort】全屏显示矩形面Port,在矩形面的下边缘处移动鼠标指针,当指针变成三角形时,单击确定下边缘的中点位置(即积分线的起点),沿z轴向上移动鼠标指针,当指针变成三角形时,单击确定上边缘的中点位置(即积分线的终点)。自动返回到集总端口设置对话框,单击“下一步”,在对话框中选中“DoNotRenormalize”,完成设置。(3)设置辐射边界条件创建辐射边界的圆柱体,并把圆柱体的名称设置为“Rad_air”,材质设置为“air”,透明度设置为“0.8”,圆柱体的圆心坐标为(0,0,-rad_height),半径为rad_radius,高度为2*rad_height。设置辐射边界条件:选中该圆柱体模型,单击鼠标右键,选择【AssignBoundary】→【Radiation】,选择“RadiatingOnly”(4)求解设置求解频率和网格剖分设置:单击Analysis节点,选择【AddSolutionSetup】,输入求解频率(SolutionFrequency)为3GHz,最大迭代次数(MaximumNumberofPasses)为20,收敛误差(MaximumDeltalmumS)为0.02。扫频设置:展开Analysis节点,右键单击前面添加的求解设置项Setup1,选择【AddFrequencySweep】,打开“EditSweep”对话框,设置扫频类型为“Fast”,设置频率设置类型为“LinearStep”,起始频率(Start)为2.5GHz,终止频率(Stop)为3.5GHz,步进频率(StepSize)为0.001GHz。(5)设计检查和运行仿真计算选择【ValidationCheck】进行设计检查。若打开的对话框中的每一项前面都显示对勾,表示当前的设计正确且完整。右键单击Analysis节点,选择【AnalyzeAll】,开始运行仿真计算。(注:仿真过程中可能会出现hf3d.exe应用程序错误,可能同系统有关,在台式机上安装有问题,在笔记本上安装则运行正常)(6)数据后处理回波损耗S11:右键单击“Results”节点,选择【CreateModalSolutionDataReport】→【RectangularPlot】,选择S(1,1),单击“NewReport”即可生成回波损耗的分析结果。2.502.753.003.253.50Freq[GHz]-45.00-40.00-35.00-30.00-25.00-20.00-15.00-10.00-5.000.00dB(S(1,1))AnsoftLLCHFSSDesign1XYPlot1CurveInfodB(S(1,1))Setup1:Sweep1电压驻波比VSWR:步骤同上,选择“VSWR”。2.502.753.003.253.50Freq[GHz]1.002.003.004.005.00VSWR(1)AnsoftLLCHFSSDesign1XYPlot2CurveInfoVSWR(1)Setup1:Sweep1Smith圆图:选择【CreateModalSolutionDataReport】→【SmithChart】5.002.001.000.500.200.005.00-5.002.00-2.001.00-1.000.50-0.500.20-0.200.000102030405060708090100110120130140150160170180-170-160-150-140-130-120-110-100-90-80-70-60-50-40-30-20-10AnsoftLLCHFSSDesign1SmithChart1CurveInfoS(1,1)Setup1:Sweep1输入阻抗:选择【CreateModalSolutionDataReport】→【RectangularPlot】,选择Z(1,1),在“Fuction”列表框中同时选中im和re。2.502.753.003.253.50Freq[GHz]-100.00-50.000.0050.00100.00150.00200.00Y1AnsoftLLCHFSSDesign1XYPlot3CurveInfoim(Z(1,1))Setup1:Sweep1re(Z(1,1))Setup1:Sweep1方向图:①定义辐射表面:右键“Radiation”节点,选择【InsertFarFieldSetup】→【InfiniteSphere】,定义xz平面,设置“E_Plane”如下图,同理定义xy平面,设置为“H_Plane”,定义三维立体球面,设置为“3D_Sphere”②查看xz面的增益方向图:右键“Results”节点,选择【CreateFarFieldsReport】→【RadiationPattern】,选择辐射表面“E_Plane”,在“PrimarySweep”中选择“Theta”,在“Category”中选择“Gain”,在“Quantity”中选择“GainTotal”,在“Function”中选择“dB”-46.00-32.00-18.00-4.009060300-30-60-90-120-150-180150120AnsoftLLCHFSSDesign1RadiationPattern1CurveInfodB(GainTotal)Setup1:LastAdaptiveFreq='3GHz'Phi='0deg'③查看xy面的增益方向图:(方向图不对)④查看三维增益方向图:右键“Results”节点,选择【CreateFarFieldsReport】→【3DPolarPlot】
本文标题:半波偶极子天线
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