HFSS仿真实验报告样例
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《微波技术与天线》HFSS仿真实验报告
实验二印刷偶极子天线设计
专业通信工程年级2011 级
姓名毛佳雯学号1116428042
指导老师
评分
一、仿真实验内容和目的
使用HFSS设计一个中心频率为 2.45GHz的采用微带巴伦馈线的印刷偶极子天线，
并通过HFSS软件Opitmetrics模块的参数扫描分析功能对印刷偶极子天线的一些重要结
构参数进行参数扫描分析，分析这些参数对天线性能的影响。
二、设计模型简介
整个天线分为5个部分，即介质层，偶极子天线臂，微带巴伦线，微带传输线，见
图1。天线各部分结构尺寸的初始值见表1。
图1印刷偶极子天线结构图（顶视图）。
表1印刷偶极子天线关键结构尺寸初始值。
批注[y1]:实际报告撰写中，表格应
手动编制，不允许直接截图。
三、建模和仿真步骤
1、新建 HFSS 工程，添加新设计，设置求解类型：Driven Modal。
2、创建介质层。创建长方体，名称设为 Substrate，材质为 FR4_epoxy,颜色为深绿色，透明度为0.6。
3、创建上层金属部分
1）创建上层金属片，建立矩形面，名称 Top_Patch,颜色铜黄色。
2）创建偶极子位于介质层上表面的一个臂。画矩形面，名称 Dip_Patch,颜色铜黄色。3）创建三角形斜切角，创建一个三角形面，把由矩形面 Top_Patch 和 Dip_Patch 组成的
90 折线连接起来。
4）合并生成完整的金属片模型。
4、创建下表面金属片
1）创建下表面传输线 Top_patch_1。
2）创建矩形面 Rectangle1。
3）创建三角形 polyline2。
4）镜像复制生成左侧的三角形和矩形面
此步完成后得到即得到印刷偶极子天线三维仿真模型如图2所示。
5、设置边界条件
1）分配理想导体。
2）设置辐射边界条件，材质设为 air。
6、设置激励方式：在天线的输入端口创建一个矩形面最为馈电面，设置该馈电面的激励方式为集总端口激励，端口阻抗为50欧姆。
7、求解设置：求解频率（Solution Frequency）为 2.45GHz，自适应网格最大迭代次数（Maximum Number of Passes）：20，收敛误差（Maximum Delta S）为 0.02。
8、扫频设置：频率扫描范围 2—3GHz，以 0.001GHz 为扫描步进，扫描类型：快速扫描（Fast Sweep）。
9、设计检查和运行仿真计算。
图2印刷偶极子天线仿真模型三维结构图。
四、仿真结果分析
1、S11 仿真结果分析由S11频响曲线仿真图可见，所设计的偶极子天线中心频率为
2.45GHz，S11<‐10dB的
相对带宽BW=（2.729‐2.256）/2.45=19.3%。
图3 S11频响曲线仿真图（初始设计）。
2、输入阻抗仿真结果分析
由输入阻抗频响曲线仿真图可见，在 2.45GHz中心频率处，天线的输入阻抗为（49.8‐j*6.3）欧姆，可见印刷偶极子天线的初始结构已经达到了良好的阻抗匹配。
图4输入阻抗频响曲线仿真图（初始设计）。
3、三维增益方向图仿真结果分析
观察频率：2.45GHz，观察角度范围：Phi=0deg: 1deg: 360deg，Theta=0deg:1deg:180deg。天线的三维方向图形状以及增益符合设计预期。
图5 2.45GHz三维增益方向图仿真结果（初始设计）。
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五、参数扫描研究批注[y2]:一般和内容“六”之间二
这里利用HFSS的参数扫描功能研究天线臂的长度对中心频率的影响。选一。
1、L2 为扫描变量，扫描范围 L2=19mm:1mm:23mm，固定 L3=10mm，其它尺寸如前。
从不同L2值对应的S11仿真频响曲线可以看出，天线的谐振频率随着天线臂长度
变量L2 的增长而降低。
图6不同L2值对应的S11频响曲线仿真图。
2、L3 为扫描变量，扫描范围 L3=6mm:2mm:14mm ，固定 L2=21mm，其它尺寸如前。
从不同L2值对应的S11仿真频响曲线可以看出，当平衡三角形直角边长L3从
6mm增加到14mm时，天线的带宽逐渐减小。
图7不同L3值对应的S11频响曲线仿真图。
六、优化设计批注[y3]:一般和内容“五”之间
二选一。
七、总结和思考（可选）
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 U200913892
2012-3-7 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。
电磁场HFSS实验报告
实验一 T形波导的内场分析 实验目的 1、熟悉并掌握HFSS的工作界面、操作步骤及工作流程。 2、掌握T型波导功分器的设计方法、优化设计方法和工作原理。 实验仪器 1、装有windows 系统的PC 一台 2、或更高版本软件 3、截图软件 实验原理 本实验所要分析的器件是下图所示的一个带有隔片的T形波导。其中，波导的端口1是信号输入端口，端口2和端口3是信号输出端口。正对着端口1一侧的波导壁凹进去一块，相当于在此处放置一个金属隔片。通过调节隔片的位置可以调节在端口1传输到端口2，从端口1传输到端口3的信号能量大小，以及反射回端口1的信号能量大小。 T形波导 实验步骤 1、新建工程设置： 运行HFSS并新建工程：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Ex1_Tee；由主菜单选 Project\ Insert HFSS Design，在工程树中选择 HFSSModel1，点右键，选择 Rename项，将设计命名为 TeeModel。 选择求解类型为模式驱动（Driven Model）：由主菜单选HFSS\Solution Type ，在弹出对话窗选择Driven Model 项。 设置长度单位为in：由主菜单选 3D Modeler\Units ，在 Set Model Units 对话框中选中 in 项。。 2、创建T形波导模型： 创建长方形模型：在 Draw 菜单中，点击 Box 选项，在Command 页输入尺寸参数以及重命名；在Attribute页我们可以为长方体设置名称、材料、颜色、透明度等参数Transparent（透明度）将其设为。Material（材料）保持为Vacuum。 设置波端口源励：选中长方体平行于 yz 面、x=2 的平面；单击右键，选择 Assign Excitation\Wave port项，弹出 Wave Port界面，输入名称WavePort1；点击积分线 (Integration Line) 下的 New line ，则提示绘制端口，在绘图区该面的下边缘中部即（2,0,0)处点左键，确定端口起始点，再选上边缘中部即(2,0,处，作为端口终点。 复制长方体：展开绘图历史树的 Model\Vacuum\Tee节点，右键点击Tee项，选择 Edit\Duplicate\Around Axis，在弹出对话窗的Axis项选择Z，在Angel项输入90deg，在 Total Number 项输入
HFSS波导仿真实验报告参考模板剖析
《电磁场与电磁波》课程 仿真实验报告 学号U201213977 姓名唐彬 专业电子科学与技术 院（系）光学与电子信息学院2014 年12 月 3 日
1.实验目的 学会HFSS仿真波导的步骤，画出波导内场分布图，理解波的传播与截止概念。 2.实验内容 在HFSS中完成圆波导的设计与仿真，要求完成电场、磁场、面电流分布、传输曲线、色散曲线和功率的仿真计算。 3.仿真模型 （1）模型图形 （2）模型参数
（3）仿真计算参数 根据圆波导主模为TE 11， 1111 '=1.841 c f a p ==为半径， a=1mm，代入公式得截止频率f=8.8GHz，因此设置求解频率为11GHz，起始频率为9GHz，终止频率为35GHz。 4.实验结果及分析 4..1电场分布图
图形分析：将垂直于Z周的两个圆面设为激励源，利用animate选项可以发现，两个圆面上的电场强度按图中的颜色由红变蓝周期性变化，图形呈椭圆形，且上底面中心为红色时，下底面中心为蓝色。即上底面中心的电场强度最大时，下底面中心的电场强度为最小。这是由于波的反射造成的。对于圆波导的侧面，由动态图可知电场强度始终处于蓝绿色，也就是一直较小。这说明电场更多的是在两底面，即两激励源之间反射，反射到侧面上的电场较少。 4..2磁场分布图
图形分析：根据电场与磁场的关系式——课本式（9.46）可知，电场的大小是磁场大小的c倍（c为真空中的光速），电场方向与磁场方向处处垂直，在图中也可看出，波导中磁场的最大值出现在侧面，两底面的中心的颜色为蓝绿色，且底面的两边为双曲线的形状，这就是磁场与电场相互垂直的结果。另一方面，根据图中各个颜色代表的场强大小也可以近似验证，电场与磁场的大小的确是c倍的关系。而且在导体中的电磁波，磁场与电场还存在相位差，这一点也可从两者的动态图中验证该结论。
微波技术与天线实验5利用HFSS仿真分析波导膜片
一、实验原理 矩形波导中的金属膜片分为两类，一类为容性膜片如图1（a），这种结构的膜片能储存净电磁能，具有电容的性质,其等效电路如图1（b）。一类为感性膜片如图2（a），其等效电路如图2（b）。容性膜片是设置在矩形波导宽壁上的金属薄片；感性膜片是设置在矩形波导窄壁上的金属薄片。 jB Y= Y0Y （a）容性膜片（b）等效电路 图1容性膜片及等效电路 jB Y= Y0Y （a）感性膜片（b）等效电路 图2感性膜片及等效电路 对称结构的容性膜片的归一化电纳近似计算公式为 ) 2 ' ln(csc 4 b b b Y B B g π λ = = 式中， Y为矩形波导的导纳；a、b为矩形波导横截面尺寸；a'、b'为膜片间距。 对称结构的感性膜片的归一化电纳近似计算公式为 ) 2 ' ( cot2 a a a Y B B g π λ - = =
[]???? ? ? ??????+-+++-=y y y y y y S 222 222 其中B j y =是膜片的归一化导纳。 二、实验步骤 1. 画波导： （1）在菜单栏中点 击 （Draw Box ），顶点坐标（0,0,0），尺寸 （23mm,10mm,50mm ），名字：waveguide 。 2. 画容性膜片1 （b ’=0.5b ） （1）在菜单栏中点击 （Draw Rectangle ）；
（2）在右下角的坐标栏中输入长方体的起始点位置坐标X=0，Y=0，Z=10，然后按回车键； （3）输入尺寸，dX=23，dY =2.5，dZ=10，然后按回车键； （4）名字改为iris1。 3. 画容性膜片2 （1）在菜单栏中点击Draw>Rectangle （2）在右下角的坐标栏中输入长方体的起始点位置坐标X=0，Y=10 ,Z=10 （3）输入X,Y,Z三个方向尺寸，dX:23，dY:-2.5 （4）名字改为iris2。 4. 设置waveguide的颜色的透明度 双击waveguide，点击Transparent右侧的栏目，通过拖动比例值调整颜色的透明度（如图3）。 图3 调整颜色的透明度 画完的波导容性膜片如图4。 图4 波导容性膜片 5. 设置边界条件 （1）选择波导的四个长侧面（被选择的面变为粉色），设置为理想导体perfect E。（可以通过点击HFSS>Boundaries>Assign> Perfect E实现，或者点击鼠标右键>Assign Boundary> Perfect E。） （2）选择iris1，设置为perfect E。 （3）选中iris2，设置为perfect E。
基于HFSS的某机柜电磁兼容仿真
基于HFSS的某机柜电磁兼容仿真 引言 随着科技的发展，电子设备在我们的生活和工作中越来越普遍，然而电子设备也对电磁环境敏感，电磁兼容性问题也随之日益凸显。在电子设备的设计过程中，对其进行电磁兼容仿真是非常必要的。本文拟基于HFSS软件，对某机柜的电磁兼容性进行仿真分析，为设计人员提供一些借鉴和参考。 一、某机柜电磁兼容性分析的背景 某机柜是一种专门用于安装电子设备的机械设备，通常用于机房或数据中心。机柜内的电子设备通常会产生电磁辐射，并且还会受到外部电磁干扰的影响，所以机柜内的电磁兼容性问题显得尤为重要。通过对某机柜进行电磁兼容性仿真分析，可以帮助设计人员了解电磁辐射和外部干扰对机柜内电子设备的影响，进而进行合理的优化和改进。 二、某机柜的电磁兼容性仿真过程 1. 建立某机柜的几何模型 需要使用HFSS软件建立某机柜的几何模型。某机柜通常由金属材料构成，所以在建模过程中需要考虑金属的电磁特性，包括导电性和磁导率等等。 2. 设置仿真模型 在建立几何模型之后，需要设置仿真模型的频率范围、网格精度等参数。根据实际情况进行合适的设置，以确保仿真的准确性和可靠性。 3. 分析电磁场分布 通过HFSS软件对某机柜进行电磁场分布的仿真分析，包括静态电磁场和动态电磁场的分布情况。可以通过仿真结果了解某机柜内的电磁场强度分布和辐射特性，为后续的优化设计提供依据。 4. 分析外部电磁干扰 除了分析某机柜内部的电磁场分布外，还需要对外部电磁干扰进行仿真分析。外部电磁干扰会对机柜内的电子设备产生影响，通过仿真分析可以了解外部电磁场对某机柜的影响程度，进而进行合理的抑制和屏蔽措施。 5. 优化设计
HFSS仿真实验报告样例
〈〈微波技术与天线》HFSS仿真实验报告 实验二印刷偶极子天线设计 一、仿真实验内容和目的 使用HFSS设计一个中心频率为2.45GHz的采用微带巴伦馈线的印刷偶极子天线, 并通过HFSS 软件Opitmetrics模块的参数扫描分析功能对印刷偶极子天线的一些3!要结构参数进行参数扫描分析，分析这些参数对天线性能的影响。 二、设计模型简介 整个天线分为5个部分，即介质层，偶极于天线臂，微带巴伦线，微带传输线，见 三、建模和仿真步骤 1、新建HFSSC程，添加新设计，设置求解类型：Driven Modal。 2、创建介质层。创建长方体，名称设为Substrate,材质为FR4_epoxy颜色为深绿色，透明度为 0.6。 3、创建上层金属部分 1）创建上层金属片，建立矩形面，名称Top_Patch颜色铜黄色。 2）创建偶极子位于介质层上表面的一个臂。画矩形面，名称Dip_Patch,颜色铜黄色。3）创建三角形斜切角，创建一个三角形面，把由矩形面Top_Patch和Dip_Patch组成的 90折线连接起来。 4）合并生成完整的金属片模型。 4、创建下表面金属片■I批注[y1]:实际报告撰写中，表格应手动编制，不允许直接截图。
1）创建下表面传输线Top_patch_1。 2）创建矩形面Rectangle1。 3）创建三角形polyline2。 4）镜像复制生成左侧的三角形和矩形面 此步完成后得到即得到印刷偶极子天线三维仿真模型如图2所示。 5、设置边界条件 1）分配理想导体。 2）设置辐射边界条件，材质设为air。 6、设置激励方式：在天线的输入端口创建一个矩形面最为馈电面，设置该馈电面的激励方式为集总端口激励，端口阻抗为50欧姆。 7、求解设置：求解频率（Solution Frequency）为2.45GHz自适应网格最大迭代次数（Maximum Number of Passes） : 20,收敛误差（Maximum Delta S）为0.02。 8、扫频设置：频率扫描范围2—3GHz,以0.001GHz为扫描步进，扫描类型：快速扫描 （Fast Sweep）。 9、设计检查和运行仿真计算。
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)
矩形波导仿真实验报告
矩形波导仿真实验报告 一、实验目的 本实验旨在通过仿真矩形波导的传输特性，掌握矩形波导的基本原理 和设计方法，深入了解电磁场在波导中的传输规律。 二、实验原理 1. 矩形波导的基本结构和参数 矩形波导是一种常用的微波传输线，其基本结构为由四个金属板构成 的空心矩形管道。其中，上下两个板为宽度为b，高度为h的金属板，左右两个板为长度为L，高度为h的金属板。其参数包括截止频率fc、特征阻抗Zc等。 2. 矩形波导中电磁场的传输规律 在矩形波导中，电磁场沿着z轴方向传播，在x和y方向上则呈驻波 分布。当工作频率小于截止频率fc时，在波导内只能传播TM模式；当工作频率大于截止频率fc时，则只能传播TE模式。 3. 矩形波导仿真软件——HFSS HFSS是一款常用于微波电路仿真分析软件，可以对各种微波元器件进行建模和仿真分析。在本次实验中，我们将使用HFSS对矩形波导进 行仿真分析。
三、实验内容 1. 建立矩形波导模型 首先，在HFSS软件中建立矩形波导模型。具体步骤如下： （1）新建工程，选择3D Layout Design。 （2）在布局窗口中绘制矩形波导的截面图。 （3）设置边界条件和材料属性等参数。 2. 分析矩形波导的传输特性 接下来，通过对矩形波导进行仿真分析，得到其传输特性曲线。具体 步骤如下： （1）在HFSS软件中选择“Insert”->“Sweep”->“Frequency”，设置频率范围和步进值。 （2）运行仿真分析，并得到S参数曲线。 （3）根据S参数曲线，计算出截止频率fc和特征阻抗Zc等重要参数。 3. 优化矩形波导的设计 最后，根据分析结果对矩形波导的设计进行优化。可以通过改变材料 属性、尺寸等参数来调整其传输特性。 四、实验结果与分析 通过上述步骤，我们得到了一组典型的仿真结果。如图所示：
hfss仿真实验报告
hfss仿真实验报告 《HFSS仿真实验报告》 HFSS（High Frequency Structure Simulator）是一种专业的电磁场仿真软件，广泛应用于微波、射频和毫米波领域。本文将介绍一项基于HFSS的仿真实验报告，以展示该软件在电磁场仿真方面的应用和效果。 实验目的： 本次实验旨在利用HFSS软件对一个微波天线的性能进行仿真分析，包括天线 的辐射特性、频率响应和波束形成等方面的性能。 实验步骤： 1. 绘制天线的三维模型：首先利用HFSS软件绘制出所要仿真的微波天线的三 维模型，包括天线的几何结构、材料属性等。 2. 设置仿真参数：设定仿真的频率范围、网格密度等参数，以确保仿真结果的 准确性。 3. 运行仿真：将绘制好的天线模型导入HFSS软件中，进行电磁场的仿真计算。 4. 分析仿真结果：根据仿真结果，分析天线的辐射特性、频率响应等性能指标，并对天线的性能进行优化。 实验结果： 通过HFSS软件的仿真计算，得到了微波天线在不同频率下的辐射图案、增益、方向图等性能指标。同时，还对天线的几何结构进行了优化设计，进一步提高 了天线的性能。 结论： 本次实验充分展示了HFSS软件在电磁场仿真方面的强大功能，能够准确、高
效地分析微波天线的性能。通过HFSS的仿真实验，可以为天线设计和优化提供重要的参考和指导，有助于提高天线的性能和可靠性。 总结： HFSS仿真实验报告展示了该软件在电磁场仿真方面的应用优势，为微波、射频和毫米波领域的工程师和研究人员提供了重要的工具和支持。相信在未来的发展中，HFSS软件将继续发挥重要作用，推动电磁场仿真技术的进步和应用。
算法仿真天线实验报告
算法仿真天线实验报告 一、实验介绍 本次实验旨在通过算法仿真的方式，研究和探索天线的工作原理及性能。通过使用仿真软件，可以加深对天线特性的理解，并通过仿真结果分析进一步优化天线设计。 二、实验过程 1. 确定仿真软件：本次实验使用的是电磁仿真软件HFSS，该软件可以进行电磁场分析，可以用来模拟和分析天线的性能。 2. 设计天线模型：根据实验要求，选择天线的类型和参数。可以选择一根直立的天线杆，设置杆的高度和直径。也可以选择适当的天线形状和尺寸，例如常用的方形衬型天线、印制天线、贴片天线等。 3. 定义天线工作频段：根据实验要求，确定天线的工作频段。可以选择一个单一频段，也可以选择多个频段。 4. 设计电源供应：确定天线的电源方式，可以选择直流电源或者交流电源。 5. 进行电磁仿真：将天线模型导入HFSS软件中，在软件中配置和定义仿真参数。定义天线工作频段、电源参数等。进行电磁仿真。
6. 仿真结果分析：根据仿真结果，分析天线的增益、方向性、频率响应等性能指标。对于无法满足实验要求的天线，可以进行参数调整和优化。 7. 优化设计：根据分析结果，对天线模型进行优化设计。可以调整天线的尺寸、形状、材料等参数。再次进行仿真。 8. 重复实验：根据需要，可以进行多次优化设计和仿真实验，以进一步提高天线性能。 三、实验结果与分析 通过电磁仿真软件进行天线实验，在给定的频段和工作条件下进行仿真，可以获得以下性能指标： 1. 增益：增益是衡量天线辐射效果的重要指标，表示天线辐射功率与理论理想辐射功率之比。一般来说，增益越大，天线辐射能力越强。 2. 方向性：方向性是指天线辐射功率随辐射方向的变化情况。一般来说，天线的方向性越集中，表示天线的辐射范围越小，辐射功率更集中。 3. 频率响应：频率响应是指天线在不同频段上的辐射能力。在实际应用中，天线需要能够覆盖整个工作频段，保持稳定的性能。
hfss仿真实验报告
hfss仿真实验报告 HFSS仿真实验报告 引言： HFSS（High Frequency Structure Simulator）是一款电磁仿真软件，广泛应用于高频电磁场分析和设计。本篇报告将介绍一次使用HFSS进行的仿真实验，并 对实验结果进行分析和讨论。 实验目的： 本次实验的目的是通过HFSS仿真软件，对一个电磁场问题进行模拟和分析， 以验证其在理论上的正确性。通过仿真实验，可以更好地理解电磁场的行为规律，并为实际应用提供参考依据。 实验步骤： 1. 建立模型：根据实验需求，首先在HFSS中建立相应的电磁场模型。模型的 建立需要考虑几何形状、材料特性等因素，以确保仿真结果的准确性。 2. 设置边界条件：在模型建立完成后，需要设置边界条件，即模型与外界的交 互方式。边界条件的设置对于仿真结果的准确性至关重要，需要根据实际情况 进行选择和调整。 3. 定义材料特性：根据实际材料的电磁特性，对模型中的材料进行定义和设置。材料的特性包括介电常数、磁导率等参数，对于仿真结果的准确性起到重要作用。 4. 设定激励源：在模型中添加激励源，即对电磁场进行激励的源头。激励源的 设置需要考虑频率、功率等参数，以确保仿真结果与实际情况相符。 5. 运行仿真：完成上述设置后，即可运行仿真。HFSS将根据模型和设置的参数，
计算并输出电磁场的分布情况。 实验结果与分析： 通过HFSS仿真软件进行实验后，我们得到了电磁场的分布情况。根据仿真结果，我们可以对电磁场的特性进行分析和讨论。 首先，我们可以观察到电磁场的强度分布情况。根据模型的不同特点，电磁场 的强度在不同区域呈现出不同的分布规律。通过分析电磁场的分布情况，可以 更好地理解电磁场的行为规律，并为实际应用提供指导。 其次，我们可以通过仿真结果来评估不同材料对电磁场的影响。在模型中，我 们可以设置不同材料的特性参数，通过仿真实验来观察不同材料对电磁场的吸收、反射等影响。这对于材料的选择和设计具有重要的参考价值。 此外，通过HFSS仿真实验，我们还可以分析电磁场在不同频率下的行为规律。通过改变激励源的频率，我们可以观察到电磁场的变化情况，进一步研究电磁 场的频率特性。这对于高频电磁场的研究和应用具有重要意义。 结论： 通过HFSS仿真实验，我们可以对电磁场的行为规律进行模拟和分析，从而更 好地理解电磁学的基本原理。通过观察电磁场的分布情况、评估材料对电磁场 的影响以及研究电磁场的频率特性，我们可以为实际应用提供参考依据，并进 一步推动电磁学的发展。 总结： HFSS仿真实验是一种有效的研究电磁场行为的方法。通过建立模型、设置边界条件、定义材料特性、设定激励源以及运行仿真，我们可以得到电磁场的分布 情况，并对其进行深入分析和讨论。HFSS仿真实验为电磁学的研究和应用提供
HFSS验证性仿真实验报告样例
《微波技术与天线》HFSS仿真实验报告 实验二印刷偶极子天线设计 一、仿真实验内容和目的 使用HFSS设计一个中心频率为2.45GHz的采用微带巴伦馈线的印刷偶极子天线，并通过HFSS软件Opitmetrics模块的参数扫描分析功能对印刷偶极子天线的一些重要结构参数进行参数扫描分析，分析这些参数对天线性能的影响。 二、设计模型简介 整个天线分为5个部分，即介质层，偶极子天线臂，微带巴伦线，微带传输线，见图1。天线各部分结构尺寸的初始值见表1。 图1 印刷偶极子天线结构图（顶视图）。 表1 印刷偶极子天线关键结构尺寸初始值。
三、建模和仿真步骤 1、新建HFSS工程，添加新设计，设置求解类型：Driven Modal。 2、创建介质层。创建长方体，名称设为Substrate，材质为FR4_epoxy,颜色为深绿色，透明度为0.6。 3、创建上层金属部分 1）创建上层金属片，建立矩形面，名称Top_Patch,颜色铜黄色。 2）创建偶极子位于介质层上表面的一个臂。画矩形面，名称Dip_Patch,颜色铜黄色。 3）创建三角形斜切角，创建一个三角形面，把由矩形面Top_Patch 和Dip_Patch组成的90折线连接起来。 4）合并生成完整的金属片模型。 4、创建下表面金属片 1）创建下表面传输线Top_patch_1。 2）创建矩形面Rectangle1。
3）创建三角形polyline2。 4）镜像复制生成左侧的三角形和矩形面 此步完成后得到即得到印刷偶极子天线三维仿真模型如图2所示。 5、设置边界条件 1）分配理想导体。 2）设置辐射边界条件，材质设为air。 6、设置激励方式：在天线的输入端口创建一个矩形面最为馈电面，设置该馈电面的激励方式为集总端口激励，端口阻抗为50欧姆。 7、求解设置：求解频率（Solution Frequency）为2.45GHz，自适应网格最大迭代次数（Maximum Number of Passes）：20，收敛误差（Maximum Delta S）为0.02。 8、扫频设置：频率扫描范围2—3GHz，以0.001GHz为扫描步进，扫描类型：快速扫描（Fast Sweep）。 9、设计检查和运行仿真计算。
微波技术与天线实验4利用HFSS仿真分析矩形波导
实验3：利用HFSS 仿真分析矩形波导 一、 实验原理 矩形波导的结构（如图1 ），尺寸a ×b, a>b ，在矩形波导传播的电磁波可分为TE 模和TM 模。 图1 矩形波导 1） TE 模，0=z E 。 cos cos z z mn m x n y H H e a b γππ-= 2cos sin x mn c z n m x n y E H b a b j k e γπππωμ-= 2sin cos z y mn c j m m x n y E H e k a a b γωμπππ-=- 2sin cos z x mn c m m x n y H H e k a a b γλπ ππ-= 2cos sin z y mn c n m x n y H H e k b a b γλπ ππ-=
其中，c k mn H 是与激励源有关的待定常数。 2） TM 模 Z H =0，由Z E 的边界条件同样可得无穷多个TM 模。注意：对于mn TM 和mn TE 模，m, n 不能同时为零，否则全部的场分量为零。 mn TM 和mn TE 模具有相同的截止波数计算公式，即 c k （mn TM ）=c k （mn TE ） 所以，它们的截止波长c λ和截止频率c f 的计算公式也是一样的，即 c λ（mn TM ）=c λ（mn TE ）=222 ⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛b n a m c f （mn TM ）=c f （mn TE ） 对于给定的工作频率或波长，只有满足传播条件（f >c f 或λ 实验3：利用HFSS 仿真分析矩形波导 一、 实验原理 矩形波导的结构（如图1），尺寸a×b, a>b ，在矩形波导内传播的电磁波可分为TE 模和TM 模。 图1 矩形波导 1） TE 模，0=z E 。 cos cos z z mn m x n y H H e a b γππ-= 2 cos sin x mn c z n m x n y E H b a b j k e γπππωμ-= 2 sin cos z y mn c j m m x n y E H e k a a b γωμπππ-=- 2sin cos z x mn c m m x n y H H e k a a b γλπ ππ-= 2cos sin z y mn c n m x n y H H e k b a b γλπ ππ-= 其中，c k 2 2 m n a b ππ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ +mn H 是与激励源有关的待定常数。 2） TM 模 Z H =0，由Z E 的边界条件同样可得无穷多个TM 模。注意：对于mn TM 和mn TE 模，m, n 不能同时为零，否则全部的场分量为零。 mn TM 和mn TE 模具有相同的截止波数计算公式，即 c k （mn TM ）=c k （mn TE ） 所以，它们的截止波长c λ和截止频率c f 的计算公式也是一样的，即 c λ（mn TM ）=c λ（mn TE ）= 2 2 2⎪⎭ ⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛b n a m c f （mn TM ）=c f （mn TE ） 对于给定的工作频率或波长，只有满足传播条件（f >c f 或λ 《工程电磁场数值计算与仿真》实验报告 学院：信息工程系：电子信息工程 专业：通信工程 班级：通信133班 学号：6102213930 学生姓名：陈佳 日期：2016.06.16 实验一 交叉耦合滤波器设计与仿真 一、设计指标要求： 中心频率：910MHz 带宽：40MHz 带内反射：< 20dB 带外抑制：在MHz 处>20dB 此滤波器通过三腔微带结构(环形谐振器)实现。选用介质板的相对介电常数为εr =1.8，厚度为h =1.27mm 。腔体为半波长方腔结构，腔间耦合程度通过腔间距离来控制，使得滤波器谐振频率在910MHz 。 最终获得反射系数和参数系数曲线的仿真结果。 二、实验设备： PC 机、HFSS 仿真软件。 三、设计原理： 具有带外有限传输零点的滤波器，常常采用谐振腔多耦合的形式实现。这种形式的特点是在谐振腔级联的基础上，非相邻腔之间可以相互耦合，即”交叉耦合”甚至可以采用源与负载也与谐振腔耦合，以及源与负载之间的耦合。 HFSS 仿真实现对滤波器贴片和馈电的建模，然后介绍端口和边界的设置，最后生成了反射系数和传输系数曲线的仿真结果。滤波器采用三腔微带环形滤波器，其耦合矩阵为： 0.30374 1.282050.435231.282050.213091.282050.43523 1.282050.30764M ⎡⎤ ⎢⎥⎢⎥ =-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦ 四、设计仿真步骤： （1）建立新的工程 为了方便建立模型，在Tool>Options>HFSS Options 中将Duplicate boundaries with geometry 复选框选中。 （2）设置求解类型 ➢ 在菜单栏中点击HFSS>Solution Type>Driven Model>OK. （3）设置模型单位 ➢ 在菜单栏中点击Modeler>Units>mm. （4）建立滤波器模型 ➢ 建立介质基片 1） 在菜单栏中点击Draw>Box 或者在工具栏中点击按钮 。 2） 在软件操作界面右下角输入长方体起点坐标及X 、Y 、Z 三个方向尺寸。输入坐标时， . 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微波技术与天线实验2利用HFSS仿真分析矩形波导
南昌大学HFSS工程应用仿真实验报告：1~8
基于HFSS缝隙耦合贴片天线的仿真设计报告