HFSS仿真角锥天线收集资料
2017年HFSS-V13天线仿真基本操作指南word版本
HFSS v13.0高频仿真软件操作指南目录第一章创建工程Project一、前期准备第二章创建模型3DModeler一、绘制常见规则形状二、常用操作三、几种常见天线第三章参数及条件设置(材料参数、边界条件和激励源等) Setting一、设置材料参数二、设置辐射边界条件三、设置端口激励源四、特定边界设置第四章设置求解项并分析Analyze一、设置分析Add Solution Setup二、确认设置并分析Validation Check Analyze All第五章查看结果Results一、3D极化图（3D Polar Plot）二、3D直角图（3D Rectangular Plot）三、辐射方向图（Radiation Pattern）四、驻波比(VSWR)五、矩阵数据(Matrix Date)一、前期准备1、运行HFSS后，左侧工程管理栏会自动创建一个新工程：Project n 。
由主菜单选File > Save as,保存到一个方便安全的文件夹，并命名。
(命名可包括下划线、字母和数字，也可以在Validation Check之前、设置分析和辐射场之后保存并命名)2、插入HFSS设计由主菜单选Project > Insert HFSS Design 或点击图标，(大口径的由主菜单选Project > Insert HFSS-IE Design)则一个新的项目自动加入到工程列表中，同时会出现3D画图窗口，上侧出现很多画图快捷图标。
3、选择求解类型由主菜单选HFSS > Solution Type（求解类型），选择Driven Model或Driven Terminal（常用）。
注：若模型中有类似于耦合传输线求耦合问题的模型一定要用Driven Terminal，Driven Model适于其他模型，不过一般TEM模式（同轴、微带）传输的单终端模型一般用Driven Terminal分析。
利用HFSS设计平面等角螺旋天线概要
利用HFSS设计平面等角螺旋天线杜起飞北京理工大学电子工程系 100081摘要：本文介绍了一种双臂平面等角螺旋天线的设计过程，利用ANSOFT HFSS 对其结构进行了建模和仿真，工作频率为0.4GHz～3GHz，电压驻波比VSWR<2.0，增益Gain>5.0dB。
关键词：HFSS、等角螺旋天线、宽带匹配1. 引言天线的增益、输入阻抗、方向图等电特性参数在一个较宽的频段内保持不变或变化较小的天线称为宽频带天线。
一般情况下，天线性能参数是随频率变化的。
有一类天线，它们的方向图和阻抗在相当宽的频带范围内与频率无关，这就是所谓的非频变天线。
本文所研究的是平面等角螺旋天线，它有很宽的工作频带，具有很好的应用前景，同时也是其它等角螺旋天线研究的基础。
2. 利用HFSS设计平面等角螺旋天线平面等角螺旋天线在ANSOFT HFSS中的模型如图1所示。
它主要由平面螺旋辐射器、馈电电路板、普通反射腔和异形反射腔四部分组成。
2.1 平面等角螺旋天线图1 平面等角螺旋天线在HFSS中的模型图2 自补形平面等角螺旋天线平面等角螺旋天线如图2所示，金属臂的四条边缘均为平面等角螺旋线。
边缘1的方程为边缘1旋转角δρ1=ρ0eaφ，边缘2相对于a(φ−δ)ρ=ρe20，故其方程为。
天线另一臂的边缘应使结构对称，即一臂旋转半圈将于另一臂重合，因而有ρ3=ρ0ea(φ−π)和ρ4=ρ0ea(φ−δ−π)。
图中的结构是自补形，因而δ=π/2。
自补形平面等角螺旋天线两臂的四条边缘曲线为：⎧ρ1=ρ0eaφ⎪π⎪ρ=ρea(φ−2⎪2 (1) 0⎨a(φ−π)⎪ρ3=ρ0e⎪πa(φ−π−)2⎪⎩ρ4=ρ0e- 74 - Ansoft2004对于自补形结构，方向图的对称性最好。
由于平面等角螺旋天线的表面边缘仅由角度描述，因而满足非频变天线对形状的所有要求。
2.2 馈电电路板由于平面等角螺旋天线是平衡对称结构，其馈电系统也应采用平衡馈电方式。
HFSS天线仿真实验报告
HFSS天线仿真实验报告半波偶极子天线设计通信0905杨巨U2009138922012-3-7半波偶极子天线仿真实验报告一、实验目的1、学会简单搭建天线仿真环境的方法，主要是熟悉HFSS软件的使用方法2、了解利用HFSS仿真软件设计和仿真天线的原理、过程和方法3、通过天线的仿真，了解天线的主要性能参数，如驻波比特性、smith圆图特性、方向图特性等4、通过对半波偶极子天线的仿真，学会对其他类型天线仿真的方法二、实验仪器1、装有windows系统的PC一台2、HFSS13.0软件3、截图软件三、实验原理1、首先明白一点：半波偶极子天线就是对称阵子天线。
2、对称振子是中间馈电，其两臂由两段等长导线构成的振子天线。
一臂的导线半径为a，长度为l。
两臂之间的间隙很小，理论上可以忽略不计，所以振子的总长度L=2l。
对称振子的长度与波长相比拟，本身已可以构成实用天线。
3、在计算天线的辐射场时，经过实践证实天线上的电流可以近似认为是按正弦律分布。
取图1的坐标，并忽略振子损耗，则其电流分布可以表示为：式中，Im为天线上波腹点的电流；k=w/c为相移常数、根据正弦分布的特点，对称振子的末端为电流的波节点；电流分布关于振子的中心店对称；超过半波长就会出现反相电流。
4、在分析计算对称振子的辐射场时，可以把对称振子看成是由无数个电流I(z)、长度为dz的电流元件串联而成。
利用线性媒介中电磁场的叠加原理，对称振子的辐射场是这些电流元辐射场之矢量和。
电流元I(z)dz所产生的辐射场为图2 对称振子辐射场的计算如图2 所示，电流元I(z)所产生的辐射场为其中5、方向函数四、实验步骤1、设计变量设置求解类型为Driven Model 类型，并设置长度单位为毫米。
提前定义对称阵子天线的基本参数并初始化2、创建偶极子天线模型，即圆柱形的天线模型。
其中偶极子天线的另外一个臂是通过坐标轴复制来实现的。
3、设置端口激励半波偶极子天线由中心位置馈电，在偶极子天线中心位置创建一个平行于YZ面的矩形面作为激励端口平面。
基于HFSS的圆锥喇叭天线设计..
本科生科研训练结题报告——基于HFSS的圆锥喇叭天线设计学院（系）：电子工程与光电技术学院姓名、学号：郝晓辉1104330111席家祯1104330126白剑斌1104330105指导老师：钱嵩松摘要天线是对任何无线电通信系统都很重要的器件，其本身的质量直接影响着无线电系统的整体性能。
天线可分为简单线天线，行波天线，非频变天线，缝隙天线与微带天线，面天线和智能天线等。
圆锥喇叭天线属于面天线。
本文首先介绍了天线的基础知识和基本参数，其中着重介绍了喇叭天线及其设计,接着介绍了网络S参数及软件HFSS。
在此基础上，进行了圆锥喇叭天线的设计，最后在软件HFSS中进行了仿真。
本文对圆锥喇叭天线的设计提供了一定的参考作用。
关键词：圆锥喇叭天线；仿真AbstractAntenna is an important part in any radio communication systems.The quality of antenna can affect the performance of whole systems.Antenna can be divided into simple Wire Antenna，Traveling-Wave Antenna，Frequence-Independent Antenna，Slot Antenna and Microstrip Antenna，Aperture Antenna，Smart Antenna and soon.Cone horn antenna is one of the Aperture Antenna.In this paper,basic knowledge and basic parameters of antenna are presentedfirstly ,especially the horn antenna and its design be emphasized.Then S-parameter and HFSS software are briefly introduced. In the base of above ,the cone horn antenna is designed.At last ,the antenna is simulated in HFSS.This paper provides the reference to cone horn antenna.Keywords：conic horn antenna;simulation目录第1章概述 (5)1.1 天线的应用背景 (5)1.1.1天线的发展与应用 (5)1.1.2喇叭天线的发展和应用 (6)1.2天线的基础知识 (6)1.2.1天线的原理 (6)1.2.2天线的辐射 (7)1.2.3方向系数 (8)1.2.4天线效率 (9)1.2.5增益系数 (10)1.2.6输入阻抗 (10)1.2.7微波网络S参数 (11)1.3喇叭天线基础知识 (13)1.3.1喇叭天线参数 (14)1.3.2给定增益设计喇叭 (15)1.3.3根据参数要求计算尺寸参数 (17)第二章 HFSS仿真喇叭天线 (18)2.1 HFSS简介 (18)2.2 圆锥喇叭天线的仿真 (18)2.2.1仿真步骤 (18)2.2.2仿真结果分析 (24)第三章结论与展望 (25)引言天线是一种换能器，它将传输线上传播的导行波，变换为在无界媒质（通常是自由空间）中传播的电磁波，或者进行相反的变换。
HFSS贴片天线仿真
目录引言 (I)1 绪论 (3)1.1 HFSS简介 (3)1.1.1 HFSS发展历程 (3)1.1.2HFSS仿真原理 (3)1.1.3HFSS的仿真过程 (4)1.1.4HFSS的功能 (5)1.2应用领域 (5)1.3HFSS的基本操作 (5)1.3.1HFSS的一般仿真操作 (5)1.3.2HFSS的一般操作界面 (6)2 微带天线理论 (8)2.1微带天线 (8)2.1.1传输线即微带天线 (8)2.1.2微带贴片天线 (9)2.2圆形微带贴片天线理论 (10)2.3极化理论 (12)2.3.1圆极化理论简述 (12)2.3.2左旋圆极化与右旋圆极化 (13)3 贴片天线的仿真过程 (14)3.1实验内容 (14)3.2HFSS贴片天线仿真 (14)3.2.1创建工程 (14)3.2.2创建模型 (15)3.3设置参量 (22)3.3.1设置变量 (22)3.3.2设置模型材料参数 (23)3.3.3设置边界条件和激励源 (24)3.3.4设置求解条件 (25)3.4创建参数分析并求解 (26)3.4.1添加参数设置 (26)3.4.2定义输出变量 (28)3.4.3求解 (28)3.5优化求解 (29)3.5.1选择优化变量 (29)3.5.2设置远区辐射场 (29)3.5.3添加优化设置 (29)3.5.4求解优化分析 (30)4 结果演示与分析 (30)4.1贴片天线的仿真结果 (30)4.1.1贴片天线的仿真结果 (30)4.1.2贴片天线的仿真结果分析 (30)引言发生多撒飞洒发多少我都发范德萨范德萨分到达发到付啊放大但是的但是上的放大放大飞机返回来烦你的经费户附近的看是否就安分点积分激发你觉得离开谁惹你北京网络法律能发奶粉就发觉你废物了南方vfjdklafnlfefjdalfn费劲儿了奶粉就为了你附近的少年富放你家里是南方金额女王1 绪论1.1 HFSS简介电磁场学科是围绕麦克斯韦方程组为中心展开的研究。
HFSS_V13天线仿真基本操作指南
HFSS 高频仿真软件操作指南目录第一章创建工程Project一、前期准备第二章创建模型3DModeler一、绘制常见规则形状二、常用操作三、几种常见天线第三章参数及条件设置(材料参数、边界条件和激励源等) Setting一、设置材料参数二、设置辐射边界条件三、设置端口激励源四、特定边界设置第四章设置求解项并分析Analyze一、设置分析Add Solution Setup二、确认设置并分析Validation Check Analyze All第五章查看结果Results一、3D极化图（3D Polar Plot）二、3D直角图（3D Rectangular Plot）三、辐射方向图（Radiation Pattern）四、驻波比(VSWR)五、矩阵数据(Matrix Date)一、前期准备1、运行HFSS后，左侧工程管理栏会自动创建一个新工程：Project n 。
由主菜单选File > Save as,保存到一个方便安全的文件夹，并命名。
(命名可包括下划线、字母和数字，也可以在Validation Check之前、设置分析和辐射场之后保存并命名)2、插入HFSS设计由主菜单选Project > Insert HFSS Design 或点击图标，(大口径的由主菜单选Project > Insert HFSS-IE Design)则一个新的项目自动加入到工程列表中，同时会出现3D画图窗口，上侧出现很多画图快捷图标。
3、选择求解类型由主菜单选HFSS > Solution Type（求解类型），选择Driven Model或Driven Terminal （常用）。
注：若模型中有类似于耦合传输线求耦合问题的模型一定要用Driven Terminal，Driven Model适于其他模型，不过一般TEM模式（同轴、微带）传输的单终端模型一般用Driven Terminal分析。
一种应用于微波水分检测仪的角锥喇叭天线设计与分析
龙源期刊网
一种应用于微波水分检测仪的角锥喇叭天线设计与分析
作者：刘涛陈志平伍玉涛贺存君
来源：《现代电子技术》2013年第03期
摘要：根据惠更斯原理对比分析了几种常用喇叭天线的特性，依据角锥喇叭天线的设计理论，结合铁精矿水分微波检测仪的实际情况，设计了中心频率为9.4 GHz 、增益大于10 dB 的角锥喇叭天线结构。
运用HFSS 软件对该结构进行了仿真分析，通过仿真和对比分析得到一组较好满足工作需要的辐射增益方向图、驻波比等辐射特性，仿真结果验证了设计天线的可行性，为后期的试验和运行提供依据。
关键词：微波检测；喇叭天线；驻波比；增益； HFSS仿真
中图分类号： TN82⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2013）03⁃0081⁃04。
微带天线的hfss仿真设计实验内容
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HFSS,天线,滤波器,学习记录
1）根据腔数和整体尺寸确定大致腔体尺寸2）单腔仿真，确定谐振杆和调谐杆的半径r1,r2，3）根据元件值计算理论耦合系数,然后做双腔仿真固定2）中得到的参数不变，对两腔间距W作参数扫描调整，输出K-W曲线，使得W满足K要求4）计算理论需要的Qe，再做单端口Qe仿真，调整连接引线接在谐振杆上的位置T直至符合要求5）根据以上得到的数据整体仿真6）得到的曲线很不理想，再调整获得合适的中心频率,带宽，但是通带衰减过大的问题始终无法解决随后对T调整，发现T越大反而通带衰减越小，而以前看到资料上说，中心抽头接入的位置应尽量靠近谐振杆的短路端，我现在选T=1.8mm，通带衰减最好才-13分你要用软件仿真腔体滤波器得到一个理想的结果是比较困难的,一般只要仿真出来有波形的样子,并且保证中心频率和带宽满足要求就可以加工了.一般都是能实调出来的.如果你非要在软件中调个好的波形出来,那就要不断的调整耦合以及有载Q值.其中影响最大的是K12和有载Q值,你调试的主要精力需要放在改变一二腔的距离,抽头高度,以及第一腔的加载螺钉上.过程是比较烦琐的,祝你早日成功!很多问题可以直接再论坛里搜索,比百度,好对哦了1、看下频率（因为这是后面HFSS或者CST仿真要用的单腔频率）2、看带宽和近端抑制点以及插损（这个可以用相关软件仿比如MA TLAB或者COUPLEFILA 仿真下需要几阶，几个传输零点以及交叉耦合的方式。
一般阶数越少，插损越好，抑制越插）3、再根据带宽所需要的耦合系数用HFSS或者CST仿真下，看谐振杆的间距或者耦合窗口应该定多大。
4、开始排腔，以及投入初样（一般开始做初样前还可以拿Desinger把电路仿真下，因为Desinger里面可以改变每个腔的Q值等，进行验证，看设计是否有明显的错误）5、调试，这个其实就是看个人的水平了，多动手多思考第四步排完腔一般我会用HFSS或者CST仿下Q值，看能否达到第二步用解析软件计算时预设的Q值，如果达不到就要重新考虑方案了看懂规范书抑制损耗回波功率互调温补要了解，先看通带曲线确定节数几传输零点个数零点实现形式和对应位置以及Q多少满足综合指标，仿单腔确定频率和Q值，观察几个元件间距（影响功率因素），后布局几点重要建议：布局的空间合理性和结构紧凑，生产可操作性，各个通道（单腔大小）分配均匀，功率要求尽量内部各个间距加大，互调高要对连接器表面处理材料光洁度做要求温补要考虑材料的不同环境下发生形变对指标的影响另外选用几种形式：交指梳状平行耦合，这就要看个人喜好了对于窄带滤波器来说，仿真频率必须放在中心频率上，收敛：maximum number 设置个几十，maximum delta s:0.02.看过一些资料，对耦合系数和端口外部Q值的计算都已了解，现在在仿真上有些问题，向大家请教一下第一个就是耦合会使谐振频率下降，所以仿真时会让单腔的谐振频率稍微高一些，那么一般应该高多少呢？第二个就是比如1、2两个腔的耦合窗尺寸已经调好了，耦合系数K12在中心频率和理论值差不多，接着在仿真2、3两个腔的时候，调节2、3腔之间耦合窗口大小使耦合系数K23与理论差不多的时候，谐振频率已经偏离了中心频率，这种情况接着怎么处理呢？需要调节什么参数呢？第三个就是在HFSS里用本征模仿真外部Q值的时候发现Q值与理论值一样的时候，此时的谐振频率与中心频率不一致，这种情况该如何处理呢？一，一般缩个15%~20%,原则上你能调回来就好二，改变谐振杆高度调频率啊，尽量在中心频率下算窗尺寸三，还是改变谐振杆的高度吧正耦合系数（磁耦合）可以很简单的通过腔与腔之间各种形状的开孔实现，《现代微波滤波器的结构与设计》里面有对应的相关公式。
2024版HFSS天线仿真实例系列教程1
导出报告
将仿真结果和优化过程导出为报告，供后续分析 和参考。
27
07
总结与展望
2024/1/29
28
教程内容回顾
2024/1/29
HFSS天线仿真基本原理
介绍了高频结构仿真（HFSS）的基本原理及其在天线设计中的应用。
天线设计基础
详细阐述了天线设计的基本概念，如辐射、方向性、增益等，以及常 见的天线类型和性能指标。
03
优化设计
根据分析结果，对天线设计进行优 化，如调整振子长度、改变馈电结
构等，以提高天线性能。
2024/1/29
02
结果分析
对仿真结果进行分析，包括S参数 曲线、辐射方向图、增益等性能指
标的评估。
04
再次仿真验证
对优化后的设计进行再次仿真验证， 确保性能达到预期要求。
19
05 微带天线仿真实例
2024/1/29
• 天线参数：描述天线性能的主要参数有方向图、增益、输入阻抗、驻波比、极化等。这些参数可以通过仿真或 测量得到，用于评估天线的性能优劣。
• 仿真模型：在天线仿真中，需要建立天线的三维模型并设置相应的边界条件和激励源。模型的准确性直接影响 到仿真结果的可靠性。因此，在建立模型时需要充分考虑天线的实际结构和工作环境。
求解参数设置
包括频率范围、收敛精度、最大迭代次数 等参数的设置。
B
C
自适应网格划分
根据模型复杂度和求解精度要求，自动调整 网格大小和密度。
并行计算支持
利用多核处理器或集群计算资源，加速求解 过程。
D
2024/1/29
11
03 天线设计原理及性能指标
2024/1/29
12
基于HFSS的双频微带天线仿真及设计 (2)(word文档良心出品)
基于HFSS的双频微带天线仿真及设计随着无线通信技术的快速发展，无线通信已经广泛应用到雷达"移动通信"卫星定位"无线局域网络"卫星电视等诸多领域!而天线则是无线通信系统中信号发射和接收的关键部分，它直接影响着无线通信的性。
随着移动通信中跳频"扩频等通信技术的发展，同时为了满足与多个终端的通信要求，实现多系统共用和收发共用等功能，这就要求天线在不同频段下工作。
因此天线的多频段通信技术成为现代无线通信领域迫切需要研究的问题。
微带天线有多种馈电方式，其中同轴线馈电是一种最常用的馈电方式!同轴线馈电是将同轴插座安装在接地板上，本文在一种常用的2.45GHz同轴馈电微带天线的基础上，利用HFSS三维电磁仿真软件合理设计同轴馈电的位置及改变辐射贴片的尺寸，使天线获得一个新的谐振频率，大小为 1.9GHz，且输入阻抗为50Ω左右，并且对仿真结果进行了详细的分析。
最后根据仿真结果制作天线实物，在实际的电磁环境下对天线的驻波比进行测试，得到较好的效果。
1 2. 45 GHz同轴馈电微带天线参数一种常用的2. 45 GHz同轴馈电微带天线的原理图如图1和图2所示图1 中L0为辐射贴片X轴长度，L0= 27．9 mm; W0为辐射贴片Y 轴长度宽度，W0= 40 mm; L1为同轴馈电点离辐射贴片中心距离，L1 = 6.6 mm。
图 2 中介质基片厚度H = 1． 6 mm; 介质基片介电常数ε = 4.4。
2双频微带天线设计在 2． 45 GHz 微带天线中的辐射贴片在 X 轴方向的长度为 27． 9 mm，同轴线馈电点( A 点) 离辐射贴片中心距离为 6． 6 mm。
只需在此基础上分析给出微带天线的辐射贴片在Y轴方向的长度和同轴线馈电点 ( B 点) 的位置，能够使天线能够工作于9 GHz，然后过 A 点和 B 点的垂直相交点( C 点) 即为需要找到的双频馈电点。
实验六-双模圆锥喇叭天线的设计与仿真.docx
实验六 双模圆锥喇叭天线的设计与仿真一、实验目的1.设计一个双模圆锥喇叭天线2.查看并分析该双模圆锥喇叭天线的收敛结果、远场方向图及喇叭轴比曲线、喇叭驻波比信息二、实验设备装有HFSS 13.0软件的笔记本电脑一台 三、实验原理圆锥喇叭一般采用圆波导馈电,描述圆锥喇叭的尺寸有口径直径D,喇叭长度R 。
圆锥喇叭的口径场的振幅分布与圆波导中的TE11相同,但是相位按平方律沿半径方向变化。
下图计算了不同轴向长度圆锥喇叭的方向系数与口径直径的关系。
从图中可以看出,圆锥喇叭仍然存在着最佳尺寸。
与矩形喇叭类似,当轴向长度一定时,增大口径尺寸的效果将以增大口径面积为优势逐渐地转向以平方相位偏移为优势。
最佳圆锥喇叭的主瓣宽度与方向系数可以由以下公式近似计算：在增益最大值(图中虚线)处,可归纳出R 与D 的近似关系λλ15.04.22-=DRop喇叭天线通过馈电段向移相段输入电磁场,通过波模的激励、传输和控制到达喇叭口面形成口面场,由口面场向空间辐射,在辐射区干涉叠加,形成了辐射场在空间的分布幅度方向图和相位方向图,并得到各项辐射性能。
在双模圆锥喇叭中,使用主模TM11和另一个高次模TE11,主模圆波导的模在台阶处激发若干高次模,选择尺寸α、A 、台阶比ρ = α /A ,使之能传输TM11和TE11模,其余可能激起的高次模被截止。
喇叭作为反射面天线的馈源,其相位中心位置可采用解析方法或实验技术来确定,但是解析方法一般较烦琐,且只有少数的结构有解析公式,多采用实验技术来确定天线的相位中心。
因为圆锥喇叭结构具有对称性,所以其相位中心就在其轴线上虚顶点与口面中心之间的某处。
在实验之前先对喇叭进行电磁仿真,初步确定其相位中心的位置,再根据实验的测试数据进一步确定其相心的位置。
相心位置用Q 表示,即轴线上相位中心到喇叭口面中心的距离,如下图所示。
双模圆锥喇叭的远区辐射场为：()}]sin 83.3[1)84.1()83.3(84.1cos 1cos 1{sin sin 21cos 1sin 21'111111111111θθλλθθθλθλφλλλλθA J J M A A J E k kk gH gE gH gH -+++++=200'11111)84.1sin (1)sin (21cos cos θθλλλλθφφkA kA J E gH gH -•++=四、实验内容设计一个双模圆锥喇叭天线,其指标要求如下： 中心频率为：5GHz ；0.50.522() 1.222() 1.050.5()H m E m m rad d rad d dD λθλθπλ⎫=⎪⎪⎪=⎬⎪⎪=⎪⎭采用圆波导喇叭馈电结构,并使用两个激励模式,该两个模式的初始误差为90°,构成圆极化。
《HFSS仿真角锥天线》课件
分析天线的波矢方向
研究天线的波矢方向，寻找天线 辐射最强的方向。
实验验证
1
比较仿真结果和实验数据
将HFSS仿真结果与实验数据进行比较，验证仿真模型的准确性。
2
讨论可能的误差来源
分析实验数据与仿真结果之间的差异，讨论可能的误差来源。
总结与展望
1 结论总结
总结角锥天线的特点和HFSS仿真工具的应用，强调研究成果的重要性。
《HFSS仿真角锥天线》
HFSS仿真角锥天线的PPT课件将为您介绍角锥天线的特点和HFSS仿真工具的使 用。
角锥天线的特点
1 宽带性
角锥天线具有宽带特性， 能够传输更大范围的信号 频率。
2 紧凑设计
角锥天线相比其他天线形 式，结构更为紧凑，适用 于空间有限的应用场景。
3 辐射方向性
角锥天线能够在特定方向 上实现较强的辐射，提高 通信品质。
HFSS仿真工具介绍
1 高度精确的仿真计算 2 直观易用的界面
3 多种仿真模块
HFSS仿真工具能够精确计 算角锥天线的电磁性能， 提供准确的仿真结果。
HFSS仿真工具提供直观的 用户界面，使得建立和分 析天线模型变得简单和方 便。
HFSS仿真工具提供多种仿 真模块，可以模拟各种天 线结构和性能。
模型建立
2 未来研究方向
展望角锥天线的未来研究方向，探索进一步提高天线性能的潜力。
1
建立三维模型
使用HFSS仿真工具建立精确的角锥天线三维模型，包括天线的形状和尺寸。
2
模型分层和组件布局
将角锥天线模型进行分层和组件布局，以实现更好的电磁性能。
3
优化模型参数
通过调整模型参数，提高天线的性能表现，如增益和带宽。
基于HFSS的圆锥喇叭天线设计综述
结果优化
仿真结果分析
• 工作频段附近S11小于-25dB，满足要求。 • 最大辐射方向上增益大于20dB。 • 驻波比接近于1:1，说明天线能获得较大的辐射功率。
谢谢
基于HFSS的圆锥喇叭天线设计
学院（系）：电子工程与光电技术学院 姓名、学号：郝晓辉 1104330111 席家祯 1104330126 白剑斌 1104
发射机
馈线 馈线
接收机
为了改善方向性，压窄方向图和获得较高的增益，需要增大波导辐射器的口径 面积，将波导终端做成逐渐张开的形状，就是喇叭天线。
给定增益设计喇叭
• 该表中同时列出了以S作为 参变数的圆锥喇叭渐变振幅 和相位误差损失值。利用此 表容易求得已知喇叭参数的 增益，或已知（给定）增益 设计喇叭天线。
• 增益与口径直径关系式
其中GF为误差损失值
GF ATL PEL
ATL为幅度渐变效率 PEL为相位误差效率
我们能够获得已知增益使斜径最短的最 佳圆锥喇叭。 对于一定的斜径，当我们画出增益随口 径半径变化的曲线时，会发现使增益最 大的口径半径值不是一个固定值，而是 一个较宽的范围。 用增益为纵坐标，给出一组这样的曲线， 由图可以看出，过增益最大值可以搭出 一条对应于S=0.39的线。 这就是GF=2.85dB(ATL+PEL)的最佳喇叭。
圆锥喇叭天线的仿真
仿真步骤：
1．建立新的工程 2．设置求解类型 3．设置模型单位 4．设置模型的默认材料 5．创建喇叭模型 6．创建辐射边界 7．创建波端口 8．辐射场角度设置 9．求解设置 10．保存工程 11．查看求解收敛结果 12．后处理操作
仿真结果
远场增益
驻波比
工作频率附近S参数
HFSS_V13天线仿真基本操作指南
在模型上，不选任何物体，右键鼠标选Assign Excitation/Incident Wave/Near Field Wave…，弹出Setup Link窗口。
选择本工程，软件自动将HFSS design中的馈源模型添加到HFSS-IE design 中，点击“确定”，弹出Incident WaveSource：General Data窗口，任意填写一个名称，点击“下一步”，弹出Incident WaveSource：Near Field Wave Options窗口，此窗口设定安装位置，分别为坐标设置和旋转角度设置，设置完毕后点击“完成”。
注意：a、如果在选定目标面时，目标面外围有腔体包围，为了选定目标面，需使用可见性功能，有主菜单View/Active View Visibility，在弹出对话窗的3D Modeler,去掉哪一项的勾，则这一项在3D图中不显示。处理完，再同样操作，打勾即可；b、选定目标面时，可以通过旋转模型实现对不同位置的面的选择。
b) Subtract相减运算
选定需要分离的物体——选择Modeler > Boolean >Subtract——弹出Subtract窗口——左边为被减部分，右边为减掉部分，下侧为相减之前克隆减掉部分，据具体情况选择。
c)Split分离某个部分
选定需要分离的物体——选择Modeler > Boolean > Split——弹出Split窗口——Split Plane选XY，Keep Fragment选Negative Side(此操作表示在XY平面处切去，保留部分为Z轴的负半轴部分。其他同理。)
2、坐标偏移
在菜单中选择Modeler > Coordinate System > Create >Relative CS > Offset，
hfss本征模仿真边界条件
HFSS本征模仿真边界条件
在HFSS（High Frequency Structure Simulator）中，本征模式求解器（Eigenmode Solver）主要用于求解谐振频率和Q值。
在使用本征模式求解器时，有一些特殊的边界条件需要注意：
1.对于本征模式求解，不能添加端口和磁偏置，也不能定义辐射边
界条件。
这是因为本征模式求解器直接得出的是无载Q值，如果要得到有载Q值，则需要建立耦合结构，并在负载端加PML或阻抗边界。
2.在计算天线等辐射问题时，辐射边界（Radiation Boundary）应
在主辐射方向离开辐射体的距离，在非主辐射方向离开辐射体的距离，其形状可以与天线的形状共形，以便减少求解空间。
例如，角锥喇叭的辐射区域可在建模时也作成角锥的形状。
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二、创建模型
4. Connecting 2D Objects to Create the Funnel
Now you can connect the 2D objects that make up the base and the top of the funnel to create the 3D, funnel-shaped object.
一、创建工程
第三步：选择求解类型 由主菜单选 HFSS\Solution Type ，在弹出对话窗选择
Driven Model 项。
一、创建工程
第四步：设置单位： 由主菜单选 3D Modeler\Units ，在 Set Model Units 对话
框中选中 in 项。
二、创建模型
1. Drawing the base of the Horn
二、创建模型
2. Drawing the base 2D Rectangle
To create the “funnel” or tapering of the horn antenna, draw and connect Two rectangles, and then connect them to create the 3D funnel. Place the first rectangle on top of the 3D antenna base.
the base of the horn is drawn with the (0, 0) as its center.
二、创建模型
1. Drawing the base of the Horn
Type Base in the name field. Material assigned is vacuum and choose Color and Transparent at your preference. Click Ok.
DTyrpawe >fuRnencetal_nbgalsee. N. Aoswsimgnove tmhaetecruiraslotor tboeovnaecucourmn.er of tChheotoospeoCf othloeraanntdenna base, aTnradncslpicakreonncyit,otfhyeonumr ove tphrefceurersnocre.toCtlihcek oOpkp.osite cNoortneetrhoaft the tdoimp eonf sthioens of athneternenctaabnagslee sahnoducldlicmkatch athgoasine.oTfhteheretcotpanogf ltehe wanintednonwa ibsaospee. n.
例题：角锥喇叭
建模尺寸
Horn Antenna
5.16in
6in
Air box
The base ofBiblioteka the Horn0.315in
一、创建工程
第一步：打开HFSS并保存新工程 打开 HFSS 软件后，自动创建一个新工程： Project1。
由主菜单选 File\Save as ，保存在指定的文件夹内，命名为 horn。
二、创建模型
3. Drawing the Horn Aperture
Next, draw the 2D rectangle that represents the top of the funnel, or the aperture of the horn.
Click Rectangle icon or TDyrpaewh>oRrenc_ttaonpgilne.thTeypneamine ftiheeldf.oAllsoswiginngmvaaltueerisa:l 0to.972, b1e.3v2a5c,u5u.4m7.5Cfhoor oxs, ey tahned z, CreosloprecatnivdeTlyr.aTnhsepnarteynpceythaet yfoolulopwrienfgerveanlucees. :C-l1ic.k94O4k. and -2.65 for dx and dy, respectively.
Click the Box icon or go to Draw<Box. Enter the following values -0.2, -0.45, and 0 for x, y and z,
respectively and 0.4, 0.9, 0.315 for dx, dy, and dz, respectively The drawing is with respect to the origin (0, 0, 0). In other words,
一、创建工程
第二步：插入HFSS设计 由主菜单选 Project\ Insert HFSS Design，则一个新项目
自动加入到工程树中，默认名 HFSSModel1。同时，在工程 树的右侧出现绘图窗口。
在工程树中选择 HFSSModel1，点右键，选择 Rename项， 将设计命名为 HornModel。