基于 HFSS 缝隙耦合贴片天线的仿真设计 报告(谷风软件)
基于HFSS的超宽带天线的仿真设计
基于HFSS的超宽带天线的仿真设计超宽带（Ultra-Wideband，UWB）技术在通信、雷达、生命科学以及计算机网络等领域都有着重要的应用。
为了实现超宽带通信，需要设计优化的超宽带天线。
本文介绍了基于HFSS软件的超宽带天线的仿真设计。
首先，超宽带天线的设计需要考虑其频率范围和辐射特性。
超宽带天线能够在多个频段内工作，其辐射波形应该符合超宽带信号的要求。
因此，我们需要设计一种在整个频率范围内都能够辐射信号的天线。
在超宽带天线设计中，一种常见的方法是采用螺旋天线。
螺旋天线是一种能够产生圆极化辐射的天线，其具有较宽的频带。
通过调整螺旋天线的尺寸和参数，可以实现在超宽带频率范围内的工作。
使用HFSS软件进行超宽带天线的设计和仿真。
HFSS是一种电磁场仿真软件，能够帮助工程师分析和解决各种无线电频率设备的问题。
使用HFSS软件，可以对超宽带天线进行三维电磁场模拟，并获得其频率响应、辐射图案等参数。
在使用HFSS软件进行仿真设计时，首先需要生成天线的三维模型。
可以通过绘制天线的结构和几何形状，或通过导入CAD文件生成。
在建模过程中，需要注意准确的尺寸和几何参数。
接下来，需要通过设置边界条件和材料参数来定义仿真模型。
在超宽带天线的仿真中，可以采用均匀网格和适当的边界条件来提高计算效率和准确度。
完成模型设置后，可以进行频率扫描仿真来获得天线的频率响应。
通过设置所需的频率范围和步进值，可以获取超宽带天线在整个频率范围内的响应特性。
然后，进行辐射特性的仿真。
通过设置天线的激励条件，可以得到天线的辐射图案和增益等参数。
辐射图案是描述天线辐射能力的重要指标，可以通过HFSS软件进行仿真和分析。
在得到仿真结果后，可以对超宽带天线的性能进行评估和优化。
可以根据仿真结果对天线的尺寸、结构和材料进行调整，以达到设计要求。
总之，基于HFSS的超宽带天线的仿真设计可以帮助工程师实现高效、准确的天线设计。
通过HFSS软件的仿真分析，可以获得超宽带天线的频率响应、辐射图案等各种性能指标，为超宽带通信和其他应用领域提供支持。
HFSS贴片天线仿真
目录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。
电磁场本身属于人肉眼所见的范围之外，因此，特别是在早年科学技术还不发达的时候，要想研究人们看不见也摸不着的电磁场来说首要解决的问题就是怎么实现电磁场的可视化。
HFSS发展历程HFSS（High Fequency Structure Simulator——高频电磁场仿真）。
该软件是由美国Ansoft公司开发！！！！！！！！！！！！！（1）的世界上第一个商业化的三维结构电磁场仿真软件，当然，该仿真软件并不是唯一一个电磁场仿真软件，但却是世界上公认的主流的三维电磁场仿真软件。
当然最开始出现的HFSS软件并不是由美国Ansoft公司多研发，HFSS软件的前身是美国着名的安捷伦公司设计的高频结构仿真软件（Agilent HFSS）。
2003年美国Ansoft公司收购了Agilent HFSS软件并经过自研发和升级，推出了HFSS 的版本。
该版本增加了许多新的功能。
功能的增加使HFSS得运用跟为广泛，深得客户的喜爱。
当然这并没有停止HFSS发展的脚步。
同年5月美国Ansoft公司发布了HFSS的新版本，发布不久，同年由发布的更新版本。
直到2005年，经过美国Ansoft公司不断地创新和努力，他们推出了HFSS的最高版本即。
最新版本与之前的版本相比，大大增加了软件的设计和分析效率，强化了该软件与其他工具的配合。
同时版本还推出了一种新功能，俗称“Heal-ing”功能。
该功能具有能消除微小段差和坐标误差的功能，能够直接使用为大多数的CAD模型，大大拓宽了HFSS的运用范围。
HFSS的天线课程设计报告
图1：微带天线的构造一、 实验目的●利用电磁软件Ansoft HFSS 设计一款微带天线。
◆微带天线要求：工作频率为2.5GHz ，带宽 (回波损耗S11<-10dB)大于5%。
●在仿真实验的帮助下对各种微波元件有个具体形象的了解。
二、 实验原理1、微带天线简介微带天线的概念首先是由Deschamps 于1953年提出来的，经过20年左右的开展，Munson 和Howell 于20世纪70年代初期制造出了实际的微带天线。
微带天线由于具有质量轻、体积小、易于制造等优点，现今已经广泛应用于个人无线通信中。
图1是一个简单的微带贴片天线的构造，由辐射源、介质层和参考地三局部组成。
与天线性能相关的参数包括辐射源的长度L 、辐射源的宽度W 、介质层的厚度h 、介质的相对介电常数r ε和损耗正切δtan 、介质层的长度LG 和宽度WG 。
图1所示的微带贴片天线是采用微带天线来馈电的，本次将要设计的矩形微带贴片天线采用的是同轴线馈电，也就是将同轴线街头的心线穿过参考地和介质层与辐射源相连接。
对于矩形贴片微带天线，理论分析时可以采用传输线模型来分析其性能，矩形贴片微带天线的工作主模式是TM10模，意味着电场在长度L 方向上有2/g λ的改变，而在宽度W 方向上保持不变，如图2〔a 〕所示，在长度L 方向上可以看做成有两个终端开路的缝隙辐射出电磁能量，在宽度W方向的边缘处由于终端开路，所以电压值最大电流值最小。
从图2〔b〕可以看出，微带线边缘的电场可以分解成垂直于参考地的分量和平行于参考地的分量两局部，两个边缘的垂直电场分量大小相等、方向相反，平行电场分量大小相等，方向相反；因此，远区辐射电场垂直分量相互抵消，辐射电场平行于天线外表。
〔a〕俯视图〔b〕侧视图图2 矩形微带贴片天线的俯视图和侧视图2、天线几何构造参数推导计算公式假设矩形贴片的有效长度设为eL，那么有2/geLλ=式中，gλ表示波导波长，有egελλ/=式中，λ表示自由空间波长，eε表示有效介电常数，且21)121(2121-+-++=Whrreεεε式中，rε表示介质的相对介电常数，h表示介质层厚度，W表示微带贴片的宽度。
基于HFSS的双频微带天线仿真及设计
基于HFSS的双频微带天线仿真及设计HFSS（High Frequency Structure Simulator）是一款广泛应用于天线设计领域的电磁仿真软件。
本文将基于HFSS进行双频微带天线的仿真和设计，包括仿真模型构建、参数设置、频率扫描、天线设计优化等内容。
以下是对于每个步骤的详细介绍。
首先，在HFSS软件中创建一个新的项目，然后选择"Design Type"为"Antenna"。
接下来，根据双频微带天线的特点，构建天线的几何结构。
双频微带天线通常由一个辐射贴片和一个馈电贴片组成。
辐射贴片的几何结构决定了辐射频率，馈电贴片的几何结构决定了馈电频率。
根据具体的设计要求，可以选择矩形、圆形或其他形状的贴片。
在构建天线的几何结构后，需要设置天线的材料属性。
可以选择常见的介质材料，如FR-4、Rogers等，然后设置其相对介电常数和损耗因子。
这些参数对天线的性能有重要影响，需要根据具体的设计需求进行调整。
完成材料属性设置后，需要定义辐射贴片和馈电贴片的端口。
通常，辐射贴片和馈电贴片的接地为共地，但其余部分分开。
可以通过选择适当的面来定义每个端口。
然后，设置端口的激励类型和激励参数。
常见的激励类型有电流激励和电压激励，而激励参数包括频率、幅度和相位等。
在设置好端口后，可以进行频率扫描，以获取天线的频率响应。
可以选择在一定范围内进行频率扫描，也可以单独指定感兴趣的频率点。
通过分析结果可以得到辐射和馈电贴片的共振频率，以及频率响应的带宽等信息。
如果设计的频率不满足要求，可以对几何结构和材料参数进行调整，然后重新进行频率扫描。
当天线的频率响应满足要求后，可以进行天线设计的优化。
优化的目标通常包括增加天线的增益、改善天线的辐射效率、扩展天线的带宽等。
可以通过对辐射贴片的长度、宽度、形状等进行调整，或者对馈电贴片的长度和宽度进行调整。
优化过程中，可以通过设置参数范围和优化目标，使用HFSS内置的优化算法进行自动优化。
基于HFSS的不同形状微带贴片天线的仿真设计
基于HFSS的不同形状微带贴片天线的仿真设计基于HFSS的不同形状微带贴片天线的仿真设计摘要：本文利用HFSS软件对不同形状的微带贴片天线进行了仿真设计。
通过对各种形状的微带贴片天线进行性能仿真分析，在不同频段下评估其天线参数，如增益、带宽等。
通过对比分析，找出性能较优的微带贴片天线形状。
本研究对微带贴片天线的设计和优化提供了一定的参考和指导。
关键词：HFSS；微带贴片天线；仿真设计1. 引言微带贴片天线广泛应用于移动通信、雷达系统、卫星通信等领域。
其具有结构简单、制造工艺方便、重量轻、频带宽广、使用灵活等优点。
而微带贴片天线的性能受到其形状、尺寸和材料等因素的影响。
本文将利用HFSS（High Frequency Structure Simulator）软件对不同形状的微带贴片天线进行仿真设计，旨在寻找性能较好的天线形状，并为微带贴片天线的实际设计提供一定的参考和指导。
2. 微带贴片天线的基本原理微带贴片天线是通过在基底板上制备一片金属片来实现辐射，基底板的材料可以是电介质材料。
微带贴片天线由贴片（patch）、馈电线（feed line）和反射层（ground plane）组成。
基本原理是在贴片上注入射频信号，通过馈电线将信号传输到贴片上，然后贴片将电磁波辐射至空间中。
贴片的尺寸和形状以及馈电线的位置和长度将直接影响到天线的工作性能。
3. HFSS软件介绍HFSS是一款高性能的电磁场仿真工具，广泛应用于天线设计、微波器件的仿真分析等方面。
它可以对各种类型的天线和微波器件进行三维模拟，通过输入几何参数和电磁性能参数，可以得到仿真结果和相应性能参数。
4. 不同形状微带贴片天线的仿真设计在本研究中，我们设计了三种不同形状的微带贴片天线，分别为矩形、圆形和椭圆形。
设计参数如下：矩形贴片天线：边长2cm，贴片材料为铜。
圆形贴片天线：直径2cm，贴片材料为铜。
椭圆形贴片天线：长轴4cm，短轴2cm，贴片材料为铜。
基于HFSS的缝隙耦合贴片天线仿真
本 文 以缝 隙 的 长 和 宽 为 设 计 变 量 ， 以 提 高 天 线 的带 宽 为优 图 ２ ＨＦ Ｓ中建 立 的 天 线模 型 Ｓ 化 目标 ．运 用 ＨＦ Ｓ软 件 的 参 数 分 析 和 优 化 功 能 对 天 线 开 Ｓ 展 了尺 寸 优 化 工 作 。缝 隙 仍 位 于贴 片 的正 下 方 ， 方 向 和 Ｙ
好 ，但 仍 有 待 加 强 。
３尺 寸 优 化
３１优 化约 束及 目标 ．
缝 隙 耦 合 贴 片 天线 的 主 体 结 构 为 两层 介 质 ，天 线 的性
能 和结 构 的一 些关 板 的媒 介 参 数 影 响 天 线 的 阻 抗 带 宽 ，频 带 愈 宽 则 要 求 介 电 常数 愈低 而 厚 度 愈 厚 ，但 厚 度 的增 加 会 减 弱 贴 片 和 缝 隙 之 间 的耦 合 作 用 ，因 此 结 构 的 尺 寸需 综 合 考 虑 。 在 结 构 外 形 基 本 确 定 的 前 提 下 ，缝 隙 的 尺 寸 是 缝 隙耦
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图 ５ ６４ Ｇ ｚ 驻 波 比随 缝 隙 尺 寸 的 变化 图 ． Ｈ 时 ５
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图 ６和 图 ７分 别 为 优 化 后 Ｓ Ｉ和 驻 波 比随 频 率 的 变 化 １ 关 系 。 可见 优 化 后 中 心频 率 为 ６４ Ｈ ，相 对 优 化 前 变 化 很 ．Ｇ ｚ 小 ，表 现 较 稳 定 。 回 波 损 耗 的 极 小 值 约 为 一 ９ Ｂ，较 优 化 １ｄ 前 有 较 大 提 升 。 绝 对 带 宽 和 相 对 带 宽 分 别 为 ０８ Ｇ ｚ和 ． Ｈ ５
hfss耦合器仿真设计范例-概述说明以及解释
hfss耦合器仿真设计范例-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在HFSS耦合器仿真设计范例这篇文章中，我们将介绍HFSS耦合器的原理和仿真设计步骤。
HFSS（High Frequency Structure Simulator）是一种电磁场仿真软件，广泛应用于高频电磁场仿真领域。
耦合器作为一种重要的电路元件，在无线通信和微波领域具有广泛的应用。
通过仿真设计，我们可以模拟和优化耦合器的性能，以满足实际工程需求。
本篇文章的主要目的是通过以HFSS为工具，详细介绍耦合器的仿真设计过程。
首先，我们将在理论背景部分介绍一些基本的电磁场理论知识，包括电磁波的传输和耦合原理。
随后，在HFSS耦合器的原理部分，我们将重点讲解HFSS软件在耦合器仿真中的应用。
接下来，我们将详细介绍HFSS耦合器的仿真设计步骤。
这包括建立仿真模型、设置边界条件和材料属性、定义仿真参数等。
我们还将介绍如何通过改变耦合器的几何参数来优化性能，如改变耦合间隙、调整导体尺寸等。
通过仿真结果的分析和对比，我们可以评估不同设计参数对耦合器性能的影响，并提出设计优化建议。
最后，在结论部分，我们将对实验结果进行分析和总结。
通过对仿真数据的分析，我们可以得出一些结论，如耦合器的带宽、传输损耗等。
同时，我们也会给出一些建议，如如何改善耦合器性能或进一步优化仿真设计。
通过本文的学习，读者将了解到HFSS耦合器的原理和仿真设计步骤，并能够利用HFSS软件进行仿真设计。
这不仅对于从事无线通信和微波领域研究的工程师和学者有重要意义，同时也对于对电磁场仿真感兴趣的读者有一定的参考价值。
在实际工程应用中，通过仿真设计可以节省成本和时间，同时提高产品性能和可靠性。
因此，熟练掌握HFSS耦合器的仿真设计方法对于工程实践具有重要的指导意义。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下信息：文章结构部分的主要目的是介绍整篇文章的组织方式，以及各个章节的内容概述。
通过对文章结构的明确介绍，读者可以更好地理解整篇文章的逻辑架构，有助于他们更好地理解和接受文章的内容。
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。
基于HFSS缝隙耦合贴片天线的仿真设计报告
基于HFSS缝隙耦合贴片天线的仿真设计报告基于 HFSS 缝隙耦合贴片天线的仿真设计实验目的：运用HFSS的仿真能力对矩形微带天线进行仿真实验内容：矩形微带天线仿真：工作频率天线结构尺寸如表所示：名称 Sub_UP Sub_Down Patch MSLine Port Air Slot GND 起点-80,-50,-3 -80,-50,0 -50,-15,5 -80,-,-3 -80,-,-3 -100，-80，-20 -31,-7,0 -80,-50,0 尺寸140,100,3 140,100,5 40,30,0 70,5,0 5,3,0 200，160，60 2,14,0 140,100,0 类型Box Box Rectangle Rectangle Rectangle Box Rectangle Rectangle 材料 Dupont Type 100(tm) Duroid(th) Vacumn 一、新建文件、重命名、保存、环境设置。
、菜单栏File>>save as,输入20XX210841，点击保存。
插入模型设计重命名------ 输入20XX210841. 设置激励终端求解方式：菜单栏HFSS>Solution type>Driven Termin ，点击OK。
、设置模型单位：Modeler>Units选择mm ，点击OK。
、菜单栏Tools>>Options>>Modeler Options,勾选”Edit properties of new pri”, 点击OK。
二、建立微带天线模型(1)创建Sub_Down,点击 ,起始点：x:-80，y:-50，z:-3，dx:140,dy:100,dz:3修改名称为Sub_Down, 修改材料属性为 \(2) 基片Sub_UP：点击 x:-80，y:-50，z:0。
dx: 140，dy: 100，dz:5，修改名称为Sub_UP，修改材料属性为Duroid ，修改颜色为绿色，透明度。
微波仿真论坛_基于HFSS的双层宽带微带贴片天线的研究
and propagat, 1989,48(5):73-76. [6]Ikmo Park. An aperture-couple small microstrip antenna with enhanced bangwidth[J]. Antennas and Propagation Society Interna
关键词：宽频带 微带贴片天线 阻抗带宽 HFSS
中图分类号: TN821
文献标识码: A
文章编号:1674-0874(200８)05-0059-03
微带天线又叫共型天线, 是在带有导体接地板 的介质基片上贴加导体薄片而形成的天线. 它具有 剖面薄、体积小、重量轻、便于获得圆极化、容易 实现双频段、双极化, 平面结构, 与微波毫米波无 源电路、有源电路以及集成电路的兼容性好等优 点. 但微带天线有其固有缺陷, 即宽带比较窄, 一般 微带天线的带宽只有 5%左右[1.5]. 因此, 展宽微带天 线的带宽具有十分重要的意义. 目前, 随着微带天 线的应用越来越广, 对于如何展宽天线的带宽已经 出现了很多有效的方法, 其基本方法有以下几种: ①增大微带介质的厚度[1]; ②降低微带介质的介电 常数[1,4]; ③采用有耗介质[6]; ④附加阻抗匹配网络[7] 等. 前两种方法制作起来比较简单, 容易加工; 第三 种方法以天线增益的降低为代价; 第四种方法需要 设计宽带匹配电路, 电路结构复杂, 制作难度大.
基于缝隙耦合的微带天线设计
基于缝隙耦合的微带天线设计摘要：能够同时适用于射频识别、全球微波无线互联网和无线局域网这几大主流物联网通信技术标准的宽频天线的设计要求越来越高，比如体积小、成本低等，而微带天线体积小、剖面低且可集成化程度高，适合大批量生产，但其频带较窄，使用范围受到限制。
为此，提出了一种紧凑型宽频带微带贴片天线。
该天线引入了L型缝隙和三角形缝隙，仿真结果表明，天线－10dB阻抗带宽可达到100%，其工作频带为1．5GHz～4．3GHz;轴比带宽为3．4GHz～3．8GHz，圆极化带宽为11%;在该范围内的增益都在3dB以上;整个工作频带范围内都实现了宽频带、高增益等特性，适用于射频识别、蓝牙、WLAN等频段。
关键词：宽频带;微带贴片天线;增益;圆极化引言近年来，随着无线电技术的迅猛发展，对天线的要求越来越高，既需要天线高增益、宽频带，还要求具备剖面低、重量轻、易制作等特点。
当前无芯片射频标签正逐渐兴起。
频率编码容量大的无芯片标签工作的频率范围很宽，对标签阅读器的天线提出了更宽频带的要求。
微带天线因为其固有的窄带宽的特点，导致其应用大大地受到限制。
为了拓展微带天线的带宽，1984年，Pozar首次提出了缝隙耦合馈电微带天线，该天线隔离了馈电网络与辐射贴片，降低了馈电网络杂散波对辐射贴片的影响，克服了传统馈电方式带来的电感效应。
用缝隙耦合馈电的方式来拓展带宽，工程师们做了大量的卓有成效的工作。
1结构分析1.1天线结构设计按照结构特征分类可以把微带天线分为微带贴片天线和微带缝隙天线。
从以往的研究来看，不同的贴片形状也会影响天线的阻抗带宽。
常用的贴片形状为矩形、正方形、圆形、三角形或者其他，通常会在这些图形的基础上做一些更加复杂的变化，以此改变天线的工作带宽、波束宽度、增益、轴比特性、圆极化等，来满足实际应用的需求。
本次设计的宽频带天线最终整体结构如图1所示。
该天线对贴片的缝隙大小以及位置进行设计修改，整体包含三个部分，分别为顶层辐射金属贴片层、中间介质基板、底层接地板金属贴片层。
用HFSS仿真波导缝隙天线
项目七 用HFSS仿真波导缝隙天线
图7－3
项目七 用HFSS仿真波导缝隙天线
实验证明，沿波导缝隙的电场分布与理想缝隙的几乎一 样，近似为正弦分布，但由于波导缝隙是开在有限大的波导 壁上的，辐射受没有开缝的其他三面波导壁的影响，因此是 单向辐射。
单缝隙天线的方向性是比较弱的，为了提高天线的方向 性，可在波导的一个壁上开多个缝隙组成天线阵。这种天线 阵的馈电比较方便，其天线和馈线集于一体。适当改变缝隙 的位置和取向就可以改变缝隙的激励强度，以获得所需要的 方向性。其缺点是频带比较窄。
（2）二者的主平面互换了位置，包含缝隙轴线的平面 是H面，而垂直于缝隙轴线的平面是E面。因此，垂直缝隙 （缝隙轴线在垂直方向）是水平极化的，水平缝隙是垂直极 化的。
项目七 用HFSS仿真波导缝隙天线
项目七 用HFSS仿真波导缝隙天线
项目七 用HFSS仿真波导缝隙天线
7.1.2 波导缝隙天线 在波导壁的适当位置和方向上开的缝隙也可以有效地辐
根据对偶原理，理想缝隙天线的方向性函数与同长度的对称 振子的方向性函数在E面和H面是相互交换的，如图7－2所 示。
图7－2
项目七 用HFSS仿真波导缝隙天线
由于利用了对偶关系，此式假设了缝上电压（或切向电
场）沿缝隙轴线也是按正弦分布的。对比理想缝隙与对称振
子的场可以看出：
（1）二者的方向相同，方向性函数都是
的电场变为磁场，原来的磁场变为电场，当然还有些符号的
变动。具体可参阅参考书目。
根据前面的介绍，长度为2l的对称振子的辐射场为
E
j60Im
cos(l cos ) cos(l) e jr r sin
其方向性函数为
(7－3)
F( ) cos(l cos ) cos(l) s in
项目七用HFSS仿真波导缝隙天线
(7－3)
cos( l cos ) cos( l ) F ( ) sin
(7－4)
项目七 用HFSS仿真波导缝隙天线
由于理想缝隙天线与板状对称振子具有对偶性。因此，
cos( l cos ) cos( l ) F ( , ) sin
(7－5)
与对称振子一样，常用的缝隙天线是半波缝隙，即l=λ/4， 将其代入式(7－5)得
cos cos 2 F ( , ) sin
(7－6)
在包含缝隙轴线的平面内，方向图是“8”字形；在垂直 于缝隙轴线的平面内，方向图是圆形。
项目七 用HFSS仿真波导缝隙天线
7.1.3 用HFSS仿真计算波导缝隙天线
任务要求：仿真波导缝隙天线的特性参数。 测试设备：计算机、HFSS软件。 设计步骤 1.初始步骤 (1)打开软件AnsoftHFSS。 点击Start按钮，选择Program，然后选择Ansoft/HFSS11， 点击HFSS11。
理想缝隙天线的横向尺寸远小于波长，纵向尺寸通常为λ/2。
项目七 用HFSS仿真波导缝隙天线
设yOz为无限大和无限薄的理想导电平板，在此面上沿z
轴开一个长为2l、宽为W（W<<λ）的缝隙。根据电磁场在金 属表面的分布特点，只可能存在平行于金属表面的磁场和垂 直于金属表面的电场。所以缝隙中的场可近似地认为是由金 属表面的磁场感应出来的，是垂直于缝隙的长边的电场，如 果不忽略短边处的边界条件限制，其分布可挖为如图7－1(a) 所示。这个电场可以向外辐射电磁波，具有天线的功能，所 以叫缝隙天线。
基于HFSS缝隙耦合贴片天线的仿真设计报告
基于HFSS缝隙耦合贴片天线的仿真设计报告HFSS（High Frequency Structure Simulator）是一种电磁仿真软件，广泛应用于无线通信、微波电路、天线设计等领域。
其中，扇形缝隙耦合贴片天线是一种常见的天线结构，具有较好的性能和应用潜力。
本报告将基于HFSS对缝隙耦合贴片天线进行仿真设计。
在设计前，我们首先要设置仿真的参数。
通过选择“Analysis”菜单下的“Design Settings”打开仿真参数设置对话框。
在对话框中，我们可以设置模型的频率范围、单位、边界条件等。
根据实际需求，选择合适的参数设置后，可以开始进行仿真设计。
在HFSS软件中，我们可以进行多种类型的仿真分析，如S参数、辐射模式、电场分布等。
在缝隙耦合贴片天线的仿真设计中，我们可以使用S参数分析来研究天线的频率响应。
通过选择“Analysis”菜单下的“S-parameters”选项，进行设置并运行仿真。
仿真完成后，可以得到天线的S参数结果，包括频率响应和射频性能指标。
除了S参数仿真，我们还可以进行辐射模式仿真。
通过选择“Analysis”菜单下的“Radiation”选项，进行设置并运行仿真。
仿真完成后，可以得到天线的辐射模式图，可以直观地观察到天线的辐射特性。
此外，HFSS还提供了电场分布仿真功能，可以用于研究天线的电场分布状况。
通过选择“Analysis”菜单下的“Fields”选项，进行设置并运行仿真。
仿真完成后，可以得到天线的电场分布图，可以观察到天线不同部分的电场强度和分布情况。
通过上述的仿真设计，我们可以对缝隙耦合贴片天线的性能进行评估和优化。
根据仿真结果，可以对天线的尺寸、结构或材料进行调整和优化，以达到更好的性能指标。
综上所述，基于HFSS的缝隙耦合贴片天线仿真设计可以为天线工程师提供一种快速、准确的设计手段。
通过HFSS软件的功能和仿真工具，可以对天线的性能进行全面分析和评估，为天线设计和优化提供有力的支持。
基于HFSS的微带天线设计与仿真
1)
+
(Εr- 1) 2
(1 +
10h ) W
1 2
确 定;
∃L
为 偏 移 量,
∃L
h
=
收稿日期: 2009202225; 修回日期: 2009206223 作者简介: 来雪梅 (19692) , 女, 山西五台人, 实验师, 硕士, 研究方向为测控技术。
2009 年第 6 期 来雪梅, 等: 基于 H FSS 的微带天线设计与仿真
(中北大学, 山西 太原 030051)
摘要: 针对专用冲击波测试系统中微带天线的特性要求, 利用仿真软件H FSS 建立天线模型, 并对模型进行仿 真优化, 得到了最佳的天线参数。同时为该系统设计了中心频率为214 GH z的微带天线, 采用矢量网络分析仪 对天线的各参数进行了实测, 实测结果与仿真结果吻合, 验证了设计的有效性。 关键词: 微带天线; H FSS 软件; 仿真 中图分类号: TN 82 文献标识码: A
算公式, 分析了不同尺寸参数对微带天线的性能影响。 设计了中心频率为214 GH z的微带天线, 利用H FSS 软 件建立天线模型, 得出了天线特性的仿真曲线。 采用 矢量网络分析仪对设计的天线进行实测, 实测曲线与
图 7 实测的史密斯圆图 参考文献: [ 1 ] 王新稳, 李萍. 微波技术与天线[M ]. 北京: 电子工业出版
(1) 介质基片材料的介电常数Εr、损耗角正切tan∆ 和厚度 h 将直接影响微带天线的性能。
(2) 贴片单元的宽度W 对微带天线的方向图宽 度、 方向性系数、 辐射电阻和输入阻抗都有影响, 进
而也就影响频带宽度和辐射效率。宽度W 的尺寸不得 超过下式给出的值[4 ]:
W
≤ c ( Εr+ 1) 2f 0 2
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半波偶极子天线设计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。
1 / 8半波偶极子天线设计电流元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。
基于HFSS天线去耦仿真的设计
基于HFSS天线去耦仿真的设计HFSS（高频结构模拟软件）是一种广泛应用于微波与射频领域的天线设计和分析工具。
基于HFSS进行天线去耦仿真设计，是一种常见的方法，下文将探讨相关内容。
天线的去耦设计是确保天线的输入阻抗与馈源阻抗相匹配，以最大化功率传输的重要步骤。
在设计过程中，可以使用HFSS软件来模拟和优化天线的性能。
首先，进行去耦设计之前，需要先确定天线的工作频率和所需的增益和方向性。
然后，在HFSS中创建一个天线模型，选择适当的天线形状和材料参数，比如矩形或半径形状、金属导体等。
接下来，进行天线的初始仿真。
通过在HFSS中定义适当的边界条件、设置频率和网格密度等参数，模拟天线的输入阻抗和辐射特性。
然后，通过调整天线的尺寸和形状来优化天线的性能。
可以使用HFSS的参数化设计工具，自动化调整天线的参数，如长度、宽度、高度等。
在进行优化之前，可以在HFSS中设置一些目标函数，如最小化输入阻抗或最大化辐射效率等。
然后，使用HFSS的优化算法，如全局优化或局部优化方法，来自动寻找最佳的参数组合。
完成优化后，可以使用HFSS中的结果分析工具来评估天线的性能。
可以查看输入阻抗曲线、方向图、增益图等，以了解天线的频率响应和辐射特性。
另外，HFSS还可以用于天线辐射场的仿真。
可以将天线放置在所需的环境中，如车辆、建筑物等，通过HFSS进行辐射场分析和评估。
总之，基于HFSS进行天线去耦仿真设计是一种可行的方法。
它可以帮助工程师优化天线的性能，实现最佳的频率响应和辐射特性。
通过HFSS的模拟和优化工具，可以节省设计时间和成本，并提高天线的整体性能。
基于HFSS的不同形状微带贴片天线的仿真设计
基于HFSS的不同形状微带贴片天线的仿真设计一、本文概述随着无线通信技术的快速发展，天线作为无线通信系统的关键组成部分，其性能对整个系统的性能具有决定性的影响。
微带贴片天线作为一种常见的天线类型，因其体积小、重量轻、易于集成和制造成本低等优点，在无线通信、雷达、卫星通信等领域得到了广泛应用。
微带贴片天线的性能受到其形状、尺寸、介质基板等因素的影响，如何设计出具有优良性能的微带贴片天线成为了研究的热点。
本文旨在利用高频结构仿真器（HFSS）这一强大的电磁仿真工具，对不同形状微带贴片天线的性能进行仿真研究。
我们将对微带贴片天线的基本理论进行简要介绍，包括其工作原理、主要参数和性能评价指标等。
我们将设计并仿真几种不同形状（如圆形、方形、矩形、椭圆形等）的微带贴片天线，分析它们的性能特点，包括回波损耗、带宽、增益、方向性等。
我们将根据仿真结果，对不同形状微带贴片天线的性能进行比较和评价，以期为实际的天线设计提供有益的参考和指导。
通过本文的研究，我们期望能够为微带贴片天线的设计提供新的思路和方法，推动其在无线通信领域的应用和发展。
我们也期望通过本文的研究，能够加深对微带贴片天线性能影响因素的理解，为其他类型天线的设计提供借鉴和启示。
二、软件介绍及其在天线设计中的应用HFSS（High Frequency Structure Simulator）是由美国Ansoft 公司开发的一款三维电磁仿真软件，专门用于模拟分析高频结构中的电磁场问题。
该软件采用有限元法（FEM）进行求解，能够准确模拟包括微带天线在内的各种高频无源器件的三维电磁特性。
HFSS以其强大的仿真能力和广泛的适用性，在天线设计、微波电路、高速互连、电磁兼容等领域得到了广泛应用。
天线性能分析：通过HFSS，设计师可以分析天线的辐射性能，包括方向图、增益、效率等关键指标。
这对于优化天线设计，提高其性能至关重要。
天线结构优化：HFSS允许用户自由定义天线的几何形状和材料属性，通过参数化扫描和优化算法，找到最优的天线结构，从而提高其性能。
基于HFSS的缝隙耦合贴片天线仿真
基于HFSS的缝隙耦合贴片天线仿真
石卫卫;周志平;吴智恒;李民英;曹梦乐
【期刊名称】《机电工程技术》
【年(卷),期】2011(40)8
【摘要】以缝隙耦合贴片天线为研究对象,利用HFSS软件建立了天线的物理模型,求解得到了回波损耗、驻波比等结果.优化缝隙的几何尺寸后,天线的性能得到较大提高.具体表现在:增加了中心工作频率处的回波损耗和驻波比；增加了频带宽度；提高了增益水平.
【总页数】3页(P38-39,190)
【作者】石卫卫;周志平;吴智恒;李民英;曹梦乐
【作者单位】广东省机械研究所,广东广州 510635;广东省机械研究所,广东广州510635;广东省机械研究所,广东广州 510635;广东省志成冠军集团有限公司,广东东莞 523718;广东省志成冠军集团有限公司,广东东莞 523718
【正文语种】中文
【中图分类】TP39
【相关文献】
1.基于HFSS矩形微带贴片天线的仿真设计
2.一种缝隙耦合二元贴片天线的设计
3.CPW馈电缝隙耦合蝶形毫米波贴片天线
4.基于HFSS的不同形状微带贴片天线的仿真设计
5.基于HFSS的短路针加载微带贴片天线的仿真设计
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基于HFSS天线去耦仿真的设计
基于HFSS天线去耦仿真的设计 1、天线去耦网络的意义 大多数无线系统天线单元的都尽可能的松散排布，其相互之间的间隔足够大，因此天线间的互耦效应较弱。
但是在手机等移动终端，由于空间狭窄，天线单元之间间距很小，从而会产生强烈的电磁耦合。
研究表明，当天线间的间距小于或等于信号波长的一半时，接收天线上所收到的信号已经明显受到互耦效应的影响了。
当天线单元之间的间距继续减小，这种现象就会变得更加明显，从而严重影响无线系统的接收性能。
因此，一个空间狭窄的无线系统，在其天线设计过程中就必须考虑尽可能好的处理天线间的互耦。
在工程中，一般用隔离度表征天线间的互耦效应，在wifi频段的天线设计中，通常要求天线隔离度大于15dB。
解决天线互耦问题的方法有很多，例如改变天线的间距和极化方式、设计去耦网络、设计缺陷地结构、设计电流中和线等。
这些方法都可以利用HFSS来进行仿真分析，其中利用去耦网络技术来降低天线间的耦合度，天线单元的设计和去耦网络的设计可以分开进行，避免了联合仿真优化设计的复杂性，因此这里先介绍如何使用HFSS仿真设计天线去耦网络。
2、HFSS仿真设计天线去耦网络的步骤 从网络分析的角度来看，去耦的实质就是使多端口网络的阻抗矩阵的互阻抗趋向于零，或者使散射矩阵的反向传输系数趋向于零。
常见的去耦网络结构如下图所示，其去耦原理正是基于对网络参数的分步分析来实现的。
简单来说，可以分为以下三个步骤： 第一步，由于初始天线阻抗匹配良好，而天线之间却存在强烈的耦合。
因此网络D的功能是将两个端口之间的传输导纳从复数变为纯虚数。
第二步，引入并联电抗来抵消上述的纯虚数传输导纳，使得传输导纳的取值为零，这样便达到了去耦的目的。
第三步，由于去耦网络的引入，从端口看去天线的阻抗失配，因此，再外加匹配网络使得天线达到阻抗匹配。
HFSS不仅可以准确仿真天线的远场辐射特性，在去耦网络、匹配网络的EM仿真运用上也便利。
下面举一个简单的实例。
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基于 HFSS 缝隙耦合贴片天线的仿真设计
实验目的：运用HFSS的仿真能力对矩形微带天线进行仿真
实验内容：矩形微带天线仿真：工作频率6.45GHz
天线结构尺寸如表所示：
名称起点尺寸类型材料
Sub_UP -80,-50,-3 140,100,3 Box Dupont Type 100(tm) Sub_Down -80,-50,0 140,100,5 Box Duroid(th) Patch -50,-15,5 40,30,0 Rectangle
MSLine -80,-2.5,-3 70,5,0 Rectangle
Port -80,-2.5,-3 5,3,0 Rectangle
Air -100，-80，-20 200，160，60 Box Vacumn
Slot -31,-7,0 2,14,0 Rectangle
GND -80,-50,0 140,100,0 Rectangle
一、新建文件、重命名、保存、环境设置。
（1）、菜单栏File>>save as,输入2011210841，点击保存。
插入模型设计
重命名 ------ 输入2011210841
（2）. 设置激励终端求解方式：菜单栏HFSS>Solution type>Driven Termin ，点击OK。
（3）、设置模型单位：Modeler>Units选择mm ，点击OK。
（4）、菜单栏Tools>>Options>>Modeler Options,勾选”Edit properties of new pri”, 点击OK。
二、建立微带天线模型
(1)创建Sub_Down,点击 ,起始点：x:-80，y:-50，z:-3，dx:140,dy:100,dz:3
修改名称为Sub_Down, 修改材料属性为 "Dupont Type 100 HN Film (tm)"
(2)基片Sub_UP：点击，：x:-80，y:-50，z:0。
dx: 140，dy: 100，dz:5，
修改名称为Sub_UP，修改材料属性为Duroid （tm），修改颜色为绿色，透明度0.6。
点击OK
(3) 建立GND，
点击，命名为GND，点击OK。
双击GND下方CreatRectangle
x:-80,y:-50,z:0.dx:140,dy:100,dz:0
(4) 建立天线Patch
点击，命名为Patch，透明度0.4
双击GND下方CreatRectangle。