(完整版)基于HFSS的微带天线设计毕业设计论文

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基于HFSS矩形微带天线仿真与设计

基于HFSS矩形微带天线仿真与设计HFSS是高频仿真软件，其能够仿真高频电磁场的分布，从而为瘦电脑、微波天线、天线阵列等高频领域的设计提供重要帮助。

本文基于HFSS进行矩形微带天线仿真与设计，旨在通过具体案例，介绍HFSS的基本使用方式及其在微波天线设计中的一些应用技巧。

矩形微带天线是一种基于微带线技术的天线，主要用于微波通信中的超宽频扁平天线设计，是其中比较常见的一种类型。

其主要有三个部分组成，即贴在基板上的金属天线贴片、地平面和基板。

其中，金属天线贴片构成了矩形的主体部分，用来发射和接收信号；地平面则是必不可少的一部分，它主要是用来匹配阻抗以及吸收反射波；基板则是用来支撑整个天线结构的基础，同时也承担着微带线的传输作用。

首先，我们需要打开HFSS软件，并建立一个新项目。

在建立好项目之后，我们需要定义模型的参数。

这里我们定义了金属天线贴片的长度为15mm、宽度为10mm、介电常数为4.4，厚度为0.5mm的基板。

接着，我们需要定义微带线的宽度为1mm，介质常数为2.2。

接下来，我们需要在HFSS中创建一个矩形微带天线模型。

这个模型主要包括三个部分，即金属天线贴片、地平面和基板。

在创建金属天线贴片时，我们需要将其放置在基板的正中央，同时，地平面也需要和天线贴片紧密贴合在一起。

最后，将微带线连接到天线贴片的端口上即可。

完成以上步骤后，我们需要在HFSS中对矩形微带天线进行仿真，以评估其性能。

仿真结果显示，矩形微带天线的中心频率为8GHz，带宽为342MHz，增益为5dB。

在设计矩形微带天线时，我们需要注意以下几个问题。

首先，合适的天线尺寸可以有效地改善天线的性能。

其次，天线的形状也直接影响着天线的工作性能，一般而言，较长和较窄的天线可以提高其辐射效率和方向性。

最后，巧妙地设计微带线的长度和宽度，可以用来调整天线的工作频率和带宽。

总之，基于HFSS的矩形微带天线仿真与设计，可以有效地为微波通信领域的工程设计提供有力支持。

基于HFSS矩形微带天线仿真与设计

基于HFSS矩形微带天线仿真与设计【摘要】本文主要介绍了基于HFSS软件的矩形微带天线仿真与设计。

在详细阐述了研究背景、研究目的和研究意义。

接着对HFSS软件进行了介绍，并解释了矩形微带天线的原理。

然后介绍了设计流程和仿真结果分析，分析了天线性能并提出了优化方案。

在总结了研究成果，展望未来研究方向并提出了结论建议。

本文通过HFSS软件对矩形微带天线进行仿真和设计，为提高天线性能提供了重要参考，具有一定的实用价值和研究意义。

【关键词】HFSS、矩形微带天线、仿真、设计、天线性能、优化、原理、设计流程、结果分析、研究成果、展望未来、结论建议、研究背景、研究目的、研究意义1. 引言1.1 研究背景本文旨在通过对HFSS软件介绍、矩形微带天线原理、设计流程、仿真结果分析和天线性能优化等内容的探讨，对基于HFSS矩形微带天线的仿真与设计进行研究，从而提高微带天线的性能和应用效果。

这对于推动无线通信技术的发展，提升通信系统的性能和稳定性具有重要的意义。

1.2 研究目的研究目的是通过基于HFSS矩形微带天线仿真与设计，探索提升天线性能的方法和技术。

具体包括优化天线结构设计，提高频率带宽和增益，降低回波损耗和辐射损耗，以满足不同应用场景下对天线性能的要求。

通过对矩形微带天线原理的深入研究，结合HFSS软件的应用，将为天线设计领域的发展带来重要的参考价值。

通过本研究，旨在为提高通信系统的传输质量和覆盖范围提供有效的技术支持，推动无线通信技术的不断创新和发展。

1.3 研究意义矩形微带天线是一种常见的微波天线结构，具有简单的制作工艺、较宽的工作频带和良好的方向性等优点，因此在通信领域得到广泛应用。

本文基于HFSS软件对矩形微带天线进行仿真与设计，旨在深入研究其性能特点与优化方法，为微波通信系统的设计与优化提供参考。

本研究的意义主要表现在以下几个方面：研究矩形微带天线的仿真与设计可以深入理解其工作原理和特性，为进一步优化性能提供基础。

基于HFSS的4×24微带阵列天线的研究与设计

第５期基于ＨＦＳＳ的４×２４微带阵列天线的研究与设计３ＨＦＳＳ仿真设计结果及分析３．１ＨＦＳＳ仿真设计平台ＨＦＳＳ是Ａｎｓｏｆｔ公司推出的ｊ维电磁仿真软件，是世界上第一个商业化的三维结构电磁场仿真软件，业界公认的ｉ维电磁场设计和分析的电子设计工业标准。

ＨＦＳＳ软件拥有强大的天线设计功能，它可以计算天线参量，如增益、方向性、远场方向图剖面、远场３Ｄ图和３ｄＢ带宽。

绘制极化特性，包括球形场分量、圆极化场分量、Ｌｕｄｗｉｇ第三定义场分量和轴比。

使用ＨＦＳＳ可以计算：（１）基本电磁场数值解和开边界问题，近远场辐射问题；（２）端口特征阻抗和传输常数；（３）Ｓ参数和相应端口阻抗的归一化ｓ参数；（４）结构的本征模或谐振解。

而且，由ＡｎｓｏｆｔＨＦＳＳ和ＡｎｓｏｆｔＤｅｓｉｇｎｅｒ构成的Ａｎｓｏｆｔ高频解决方案，是目前唯一以物理原型为基础的高频设计解决方案，提供了从系统到电路直至部件级的快速而精确的设计手段，覆盖了高频设计的所有环节。

ｈｎｍ（ａ）矩形微带贴片模型（”２Ｘ４子阵形式图２插槽型微带贴片与子阵天线结构图３＿２阵列天线的整体仿真利用ＨＦＳＳ进行微波无源器件及电路的设计大体经过物理建模、给模型参数赋予初值、运行仿真、参数调整优化等步骤。

在进行计算机建模之前，需要经过详细的理论分析过程，利用微带天线工程设计的相关经验公式来确定相关尺寸数据，理论分析大体经历分析数据、全波仿真分析优化贴片尺寸、馈电网络设计等步骤。

利用ＨＦＳＳ软件对由ＲＣＬ馈电网络的２Ｘ４微带子阵进行了仿真，建立的互维物理模型如图３所示，通过数据后处理就可以得出全向电场方向图和全向增益方向图，分别如图４和图５所示。

按照阵列天线方向图叠加原理和模块化的设计方法，可以得出４×２４结构微带阵列天线的整体Ｅ面和Ｈ面方向图，如图６所示。

通过２ｘ４微带子阵的全向电场方向图和全向增益方向图可知，天线最大估计电场强度为５．５Ｖ，天线最大估计增益为４ｄＢ。

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随着无线通信技术的快速开展，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!而天线那么是无线通信系统号发射和接收的关键局部，它直接影响着无线通信的性。

随着移动通信中跳频"扩频等通信技术的开展，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根底上，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，并且对仿真结果进展了详细的分析。

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展测试，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。

只需在此根底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。

X 轴上的A 点为激发2．45 GHz 工作频率的馈电点，其输入阻抗为50 Ω左右，由于A 点位于辐射贴片Y 轴方向的中心线上，因此不会激发Y 轴上的工作频率。

基于HFSS的小型宽带微带天线的研究与设计

图 3 贴片天线 H FSS 物理模型
h1 = 110mm、h2 = 115mm、fx = 7mm、fy = 4mm。图 4为优化后的天线的驻波比。
图 4 优化后的驻波比曲线
由图 4可见在 2. 365~ 2. 490GH z频段内天线的 VSWR< 2, 其 VSWR < 2的带宽约为 130MH z, 完全包含 ISM 2. 4G频段。
( School of Comm un ication and E lectron ic Eng ineering, Q iqih ar U n iversity, Q iq ihar 161006, Ch in a)
A bstract: T o study the m ob ile antenna o f m ultiple input and mu ltiple outpu,t and to satisfy the dem and for its sm all size and low- cast side, a tw o-t ier broadband rectangu lar antenna is designed, wh ich uses short film s to reduce its size. By using HFSS sim u lation , a physical m odel o f an tenna is set up, and som e specia l curves re lated to pattern, VSWR and ax ia l rat io are obtained, the param eters of antenna are opt im ized. T he antenna designed in th isw ay has advantages w ith sm a ll size, broadband and low-cast side. It can be used as w ireless LAN m ob ile term inal antenna w ith h igh value o f application in eng ineering. K ey words: m obile term ina;l m icrostrip antenna; H FSS sim ulat ion; w ire less LAN

基于ANSYS HFSS软件的Wi-fi天线设计与优化

基于ANSYS HFSS软件的Wi-fi天线设计与优化摘要：本文通过分析实际当中Wi-fi技术的技术要求，包括天线增益、辐射方向、工程实际情况等因素。

建立了基本的模型，通过ANSYS HFSS软件进行电磁场有限元方法（FEM）仿真分析并优化，最终采用双层微带阵列的结构，顶层材料为Rogers TMM(4)的介质板，底层为空气层。

在微带天线中介质板的介电常数和损耗对整个天线的增益和损耗的影响很大，是一个必须要考虑的要求。

由于空气的介电常数低，损耗小，不仅减小了损耗，提高了增益，拓宽了带宽，而且在一定程度上降低了工程中对优良介质板的要求。

关键字：ANSYS HFSS软件；微带天线；辐射增益；有限元法Abstract:This article through the analysis the requirements of wi-fi technology technical in practical application, including the antenna gain, radiation direction, the engineering actual situation and other factors. Basic model is established by ANSYS HFSS software electromagnetic field finite element method (FEM) simulation analysis and optimization, eventually adopt double-layer microstrip array structure, top material to Rogers TMM (4) of medium plate, the bottom as the air layer. Dielectric constant and loss of medium plate in the microstrip antenna affect the whole antenna gain and loss is very evident, is a must to consider requirements. Due to the dielectric constant is low and the air loss is small, not only reduced the loss, improve the gain, broaden the bandwidth, and to a certain extent, reduces the demand for excellent medium plate in engineering.Key words: ANSYS HFSS；microstrip antenna；antenna gain；finite element method (FEM)引言近代以来移动通信技术迅猛发展，并且越来越普及，Wi-fi技术是现代无线通信技术的重要组成部分。

基于HFSS矩形微带天线仿真与设计

基于HFSS矩形微带天线仿真与设计HFSS (High Frequency Structure Simulator) 是一种用于电磁场仿真的专业软件，可广泛应用于微波、射频和毫米波电路及天线设计领域。

本文将基于HFSS软件，对矩形微带天线进行仿真与设计。

1. 矩形微带天线的原理矩形微带天线是一种常用的微带天线结构，其原理是通过在基板上制作一块金属片，再将其与微带馈源相连，形成天线结构。

当微带馈源传输电磁波信号时，金属片将产生共振现象，从而辐射出电磁波信号，实现天线的信号发射与接收功能。

在进行矩形微带天线设计时，需要确定一系列设计参数，包括天线的长度、宽度、基底材料以及微带馈源的位置等。

这些设计参数将直接影响到天线的工作频率、频带宽度、增益以及阻抗匹配等性能指标。

在进行矩形微带天线的仿真时，首先需要在HFSS软件中建立天线的三维模型。

通过设置好天线的设计参数，如长度、宽度、基底材料等，并对微带馈源进行建模。

接着，对天线的工作频率范围进行设置，进行频域分析，并评估天线的频率响应、阻抗匹配、波传输等性能指标。

根据仿真结果对天线设计参数进行优化，以满足设计要求。

通过HFSS仿真，可以获得矩形微带天线的频率响应曲线。

该曲线反映了天线在不同频率下的辐射性能，包括驻波比、增益、辐射模式等。

通过对频率响应曲线的分析，可以确定天线的工作频率范围、频带宽度，并对天线的频率响应进行优化设计。

阻抗匹配是矩形微带天线设计中的重要问题，影响着天线与信号源之间的能量传输效率。

通过HFSS仿真，可以获取天线的输入阻抗参数，并进行阻抗匹配网络设计，以提高天线的能量利用率。

矩形微带天线的辐射模式是指天线在不同方向上的辐射功率分布情况。

通过HFSS仿真可以获取天线的辐射模式图，并分析天线的主辐射方向、辐射功率分布等，从而优化天线的辐射性能。

在进行矩形微带天线的仿真与设计过程中，需要不断对天线的设计参数进行调整与优化，以满足天线的性能指标要求。

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的天线设计

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年左右的发展，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结构，由辐射源、介质层和参考地三部分组成。

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内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部分，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表面。

（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、天线几何结构参数推导计算公式假设矩形贴片的有效长度设为e L ，则有2/g e L λ=式中，g λ表示波导波长，有eg ελλ/0=式中，0λ表示自由空间波长，e ε表示有效介电常数，且21)121(2121-+-++=W h r r e εεε 式中，r ε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、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中不可或缺的部分，其性能的优化与设计变得日益重要。

微带贴片天线作为一种常见的天线形式，因其体积小、重量轻、易共形和易集成等优点，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其形状、尺寸、介质基板和馈电方式等多个因素影响，如何根据不同的应用场景和性能需求，设计出性能优良的微带贴片天线成为了研究的热点。

HFSS（High Frequency Structure Simulator）是一款功能强大的电磁仿真软件，广泛应用于微波、毫米波频段的天线、滤波器、微波电路等高频电磁结构的仿真分析。

通过HFSS软件，可以对微带贴片天线的性能进行精确的仿真分析，从而指导天线的设计和优化。

本文旨在探讨基于HFSS软件的不同形状微带贴片天线的仿真设计方法。

通过对矩形、圆形、椭圆形等常见形状的微带贴片天线进行建模和仿真分析，研究不同形状对天线性能的影响，并根据仿真结果优化天线设计。

本文的研究内容对于提高微带贴片天线的性能、推动无线通信技术的发展具有重要意义。

1. 微带贴片天线的背景与意义随着无线通信技术的飞速进步，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。

天线设计的优化与创新成为了无线通信领域的研究热点。

微带贴片天线作为一种常见的天线类型，自七十年代初期研制成功以来，凭借其体积小、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。

微带贴片天线的设计灵感源于微带线的辐射。

这一概念最早由德尚教授在1935年提出，但由于当时缺乏理想的微波介质材料，该概念并未得到广泛的研究。

直到七十年代，随着具有优良特性的微波介质材料的出现，以及照相平板印刷技术的改进和更好的理论模型的发展，微带贴片天线才取得了突破性的进展。

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。

基于HFSS的天线设计研究及其应用

基于HFSS的天线设计研究及其应用随着移动通信和互联网的飞速发展，无线通信技术已经成为了人类生活中不可或缺的一部分。

在无线通信技术中，天线作为信号的传输介质，既是重要的硬件设施，也是必不可少的组成部分。

因此，天线设计的质量对于无线通信技术的性能和实用性具有重要的决定性作用。

本文将介绍一种基于HFSS的天线设计方法，并探讨其在实际应用中的优缺点和未来发展方向。

一、HFSS介绍HFSS（High Frequency Structure Simulator）是美国ANSYS公司开发的一款高频电磁仿真软件，主要用来解决射频、微波、毫米波以及光电领域中的电磁场问题。

HFSS不仅有较高的精度与可靠性，而且具有强大的CAD能力和优秀的后处理功能。

在无线通信技术中，天线设计是非常重要的，能够深入了解和熟悉HFSS软件的使用方法，对于天线设计工程师来说是非常必要的。

二、HFSS在天线设计中的应用在天线设计中，HFSS可以帮助设计人员计算各种天线的参数，包括阻抗、谐振频率、增益、方向性等等，并生成天线图形，进而优化和改善天线性能。

1、天线参数计算在进行天线设计之前，需要确定一些基本的天线参数，如天线的工作频率、阻抗、增益、波束宽度等。

这些参数与天线的结构和电学性质密切相关。

HFSS可以通过分析天线的结构和材料等属性，快速计算出几乎所有的天线参数。

设计人员通过对这些参数的控制和优化，可以提高天线的性能。

2、天线模型设计在开始天线的设计过程时，需要首先绘制天线的模型图。

HFSS可以根据天线的结构和尺寸等要素自动生成天线的三维模型。

这有助于设计人员在后续的优化和改进过程中，更精确地分析天线性能和做出相应的调整。

3、天线参数优化一旦天线的模型和基本参数确定后，接下来是对天线性能进行优化。

在实际的天线设计中，往往需要根据具体的应用场景修改或调整天线的工作频率、波束宽度或者增益等参数。

通过HFSS，设计人员可以快速地对天线的各种参数进行调整，并通过仿真和分析来确认优化后的结果。

基于HFSS的蓝牙阵列天线的设计—毕业设计

吉林农业大学本科毕业设计题目名称：基于HFSS的蓝牙微带阵列天线设计院系：信息技术学院专业年级：电子信息科学与技术2班目录基于HFSS的蓝牙微带阵列天线设计 (I)1 前言 (1)1.1 蓝牙的定义 (1)1.2 微带天线的定义 (3)1.3 微带天线的发展 (3)1.5 HFSS仿真软件的介绍 (4)1.6 微波的定义 (6)2 天线的基本理论 (6)2.1 天线的方向图 (6)2.2天线的辐射强度 (8)2.3天线的方向性系数 (8)2.4 天线的效率 (9)2.5 天线的增益 (9)2.6 天线的输入阻抗 (10)2.7 天线的极化 (10)3 微波的基本概念 (12)4 微带天线的基本理论 (13)4.1 微带天线的辐射机理 (13)4.2 微带辐射贴片尺寸估算 (14)5 阵列天线的基本理论 (16)5.1 阵列天线的发展 (16)5.2 阵列天线的分类 (16)5.3 阵列天线的基本原理 (16)5.4 直线阵列天线的基本原理 (17)6 微带阵列天线的设计 (20)6.1 微带阵列天线单元的设计 (20)6.1.1 辐射贴片单元的尺寸 (20)6.1.2 辐射贴片单元的阻抗匹配 (20)6.1.3 微带线的尺寸 (22)6.2 微带阵列天线的整体设计 (23)II6.2.2 阵列天线馈电网络的设计 (24)6.2.3 阵列天线的软件建模 (26)7 微带阵列天线的软件仿真 (27)7.1 天线的仿真数据 (27)7.2 天线的仿真结果分析 (29)8 结论 (33)参考文献 (33)致谢 (34)基于HFSS的蓝牙微带阵列天线设计姓名：杨桦专业：电子信息科学与技术指导教师：顾洪军摘要：随着科技和经济的快速发展，大量的天线被应用到太空科技、航海和移动通讯等领域，例如：小型化天线、多功能天线和多种实用性天线。

蓝牙是信息时代最具代表性的技术之一，主要应用于短距离无线通信。

蓝牙技术已经被广泛应用于多种通信领域。

基于HFSS矩形微带天线仿真与设计

基于HFSS矩形微带天线仿真与设计HFSS（高频结构模拟软件）是一种专业的电磁场仿真软件，可以用于电磁场分析和天线设计。

在通信领域，天线设计是非常重要的工作，而微带天线是一种常用的天线结构之一。

本文将基于HFSS软件对矩形微带天线进行仿真与设计，以探讨其性能和特点。

矩形微带天线是一种常见的微带天线结构，其结构简单、制作方便，并且在通信系统中有着广泛的应用。

矩形微带天线的主要结构是由金属贴片和衬底组成，金属贴片通常被设计成矩形或正方形，可以直接在PCB（Printed Circuit Board）板上加工制作。

由于其结构简单并且性能良好，所以矩形微带天线备受研究者的关注。

在HFSS软件中进行微带天线的仿真与设计，需要按照以下步骤进行：1. 建立仿真模型：首先需要建立微带天线的三维模型，包括金属贴片和衬底。

在HFSS软件中，可以通过绘制结构、设置材料参数、定义边界条件等步骤来完成模型的建立。

2. 定义仿真参数：在建立好仿真模型后，需要定义仿真的频率范围、激励方式、网格密度等参数，以确保仿真的准确性和有效性。

3. 进行仿真分析：在设置好仿真参数后，可以进行频域分析或时域分析，得到微带天线的S参数、辐射场分布等重要信息，从而评估微带天线的性能。

4. 优化设计：根据仿真结果，可以对微带天线的结构参数进行调整和优化，以获得更好的性能指标，比如增益、带宽、驻波比等。

通过以上步骤，可以在HFSS软件中对矩形微带天线进行全面的仿真与设计，为微带天线的工程应用提供良好的设计基础和技术支持。

接下来，将从两个方面对基于HFSS的矩形微带天线仿真与设计进行详细介绍。

第一、HFSS仿真分析在HFSS软件中对矩形微带天线进行仿真分析，主要是评估其性能指标和辐射特性。

常见的性能指标包括带宽、增益、辐射方向图、驻波比等。

对于微带天线的带宽来说，是一个很重要的性能指标。

带宽的宽窄直接关系到天线的频率覆盖范围，在通信系统中有着重要的应用。

hfss贴片天线设计毕业设计论文.

摘要本科毕业设计（论文）圆形和矩形微带贴片圆极化性能仿真分析何鑫燕山大学2013年 6月本科毕业设计（论文）圆形和矩形微带贴片圆极化性能仿真分析学院：信息科学与工程学院专业：通信工程学生姓名：何鑫学号： 0901********指导教师：邢光龙答辩日期： 6.25摘要燕山大学毕业设计（论文）任务书摘要圆极化辐射特性微带天线是目前比较热门且重要的天线技术，被广泛运用与军事及卫星通信领域。

微带贴片体积小、重量轻、薄的平面结构适合与飞行器共形，它的制作工艺简单，成本低廉，有很大的发展前景。

相比较一般的贴片天线，圆极化贴片天线具有更优秀的辐射特性。

圆极化波在遇到障碍物后会反向，直射波与反射波会有极化隔离，因此圆极化波具有很强的抗干扰力。

本论文首先讲解矩形及圆形贴片圆极化辐射特性天线的理论基础，然后使用HFSS仿真软件进行天线模型设计与仿真，将各主要辐射特性参数优化至良好范围，再比较两者方向性，轴比，增益，带宽等主要辐射特性优劣，除此之外对各个模型参数对应天线性能的影响做出一定分析探讨，最后得出相应结论。

关键词：圆极化 HFSS 辐射特性燕山大学本科生毕业设计（论文）AbstractCircular polarization microstrip antenna radiation characteristics is currently more popular and important antenna technology, is widely applied to military and satellite communications. Microstrip patch of small volume, light weight, thin flat structure suitable for conformal and aircraft, its production process is simple, low cost, has great development prospects. Compared with general patch antenna, circular polarized patch antenna has more excellent radiation characteristics. Circular polarized wave will reverse after encountered obstacles, the direct wave and reflected wave polarization isolation, so circular polarized wave has strong anti-interference ability.This thesis first explain the rectangular and circular patch antenna circular polarized radiation characteristics of theoretical basis, then use the simulation software HFSS antenna design and simulation model, the main radiation characteristic parameters optimization into good range, and then compare the two direction, axle ratio, gain, bandwidth, etc. The main radiation characteristic advantages and disadvantages, in addition to each model parameter corresponding to a certain analysis to explore the influence of the antenna performance, the corresponding conclusions.Keywords : Circular polarized ;HFSS;radiation characteristics目录摘要 (IV)Abstract ................................................................................................................. I I 第1章绪论. (1)1.1课题背景 (1)1.2 HFSS简述 (2)第2章矩形天线 (4)2.1引言 (4)2.2.1矩形天线辐射理论 (4)2.2.2圆极化理论 (7)2.2.3 矩形天线数据计算 (11)2.3仿真模型 (12)第3章圆形贴片天线 (24)3.1引言 (24)3.2理论依据 (24)3.4结果及优化 (28)结论 (2)参考文献 (4)致谢 (6)附录1 (5)附录2 (6)附录3 (10)附录4 (15)章及标题第1章绪论1.1 课题背景众所周知，麦克斯韦是电磁学方面的泰山北斗，他的存在犹如牛顿之于经典力学之存在，在潜心研究前人理论之后（如法拉第），麦克斯坚信电与磁之间有着不可分割的联系，他于1873年发表的《电磁通论》，全面、系统、完美地阐述了电磁场理论，这一理论也成为经典物理学的重要支柱。

基于HFSS的微带天线线阵仿真

基于HFSS的微带天线线阵仿真本文将介绍基于HFSS（High Frequency Simulation Software）的微带天线线阵仿真。

我们将确定文章类型为议论文，围绕HFSS技术和微带天线线阵仿真展开论述。

在无线通信领域，微带天线作为一种常见的天线类型，具有体积小、易于集成、易于共形等特点，被广泛应用于各种无线设备中。

为了优化微带天线的性能，常常需要对天线进行仿真和设计。

其中，HFSS是一款广泛使用的三维电磁仿真软件，可以用于微带天线的设计和仿真。

我们来了解一下HFSS的基本原理。

HFSS是一款基于有限元方法的电磁仿真软件，通过建立三维模型，对电磁场进行数值计算和仿真。

使用HFSS进行微带天线线阵仿真时，我们需要建立天线的三维模型，设置材料属性、边界条件和激励源等参数，然后进行计算和后处理。

在微带天线线阵仿真中，选用HFSS技术的原因主要有以下几点。

HFSS 可以精确地模拟电磁场分布和天线性能。

HFSS具有强大的网格划分功能，可以对复杂的微带天线结构进行精确的建模和仿真。

HFSS还提供了丰富的数据处理和可视化工具，方便用户对仿真结果进行分析和优化。

在进行微带天线线阵仿真时，需要注意以下几点。

需要对微带天线线阵的结构进行仔细设计，确保天线的性能符合要求。

在设置材料属性和边界条件时，需要充分考虑天线的实际情况，保证仿真的准确性。

在仿真过程中，需要对计算时间和计算精度进行合理控制，以获得最佳的仿真效果。

通过使用HFSS进行微带天线线阵仿真，我们可以获得以下成果。

我们可以得到天线的辐射特性和阻抗特性等关键性能参数。

我们可以观察到电磁场的分布情况，以及天线在不同频率和不同方向上的性能表现。

我们可以根据仿真结果对天线进行优化设计，提高天线的性能指标，例如增益、波束宽度、交叉极化等。

基于HFSS的微带天线线阵仿真是一种有效的天线设计和优化方法。

通过使用HFSS进行仿真和分析，我们可以快速地获得天线的性能参数和电磁场分布情况，从而更好地理解微带天线的性能和设计要点。

圆极化微带天线的设计与应用毕业设计[管理资料]

太原理工大学毕业设计（论文）任务书圆极化微带天线的研究与设计摘要微带天线是近30年来逐渐发展起来的一类新型天线。

早在1953年就提出了微带天线的概念，但并未引起工程界的重视，自从20世纪70年代中期微带天线理论得到很大发展。

由于微带天线体积小、重量轻、馈电方式灵活、成本低、易于与目标共形等优点而深受人们亲睐，在雷达、移动通信、卫星通信、全球卫星定位系统等领域得到广泛的应用。

圆极化作为微带天线理论和技术应用的一个重要分支，被广泛的运用于雷达、导航、卫星等电子系统中。

由于其特性，使得收发天线间有很强的角度位置定位灵活性，并且能减小信号的多路径干扰和其他的一些影响。

本文对圆极化微带天线进行了深入研究，具体工作如下：1、文中首先阐述了微带天线的基本理论和主要设计方法，分析了微带天线圆极化有几种方法。

并对比分析方法的优劣，哪种方法更适合什么样的研究方向，为微带天线双馈圆极化的设计提供了依据。

2、微带天线的圆极化技术，重点研究了矩形贴片天线通过切角和双馈电的方式实现圆极化。

采用仿真软件Ansoft HFSS对其进行仿真设计，并对结果进行对比，找到合适的馈电点和馈电网络。

本文所设计的圆极化微带天线具有普遍适用性，能满足不同形状的要求，可提高驻波比带宽，抑制交叉极化，提高轴比，但是馈电网络复杂，成本比较高，尺寸也比较大，有一定的局限性。

关键词：圆极化，微带天线，馈电网络，HFSSCircularly polarized microstrip antenna research and designABSTRACTThe microstrip antennas is a kind of new antenna which in the recent 30 years develop gradually. As early as put forward microstrip antennas's concept in 1953, but has not brought to the engineering attention, obtained more development since the mid-1970s microstrip antennas theory.It is small as a result of the microstrip antennas volume, the weight is light, the feed way is flexible, cost low, easy and merits and so on goal altogether shape, but the depth is loved by the people , in the radar, the mobile communication, the satellite communication, domains and so on whole world satellite positioning system obtains the widespread application.The circular polarization takes the microstrip antennas theory and a technical application important branch, by widespread utilization in electronic systems and so on radar, guidance, satellite. As a result of its characteristic, enables between the dual-mode antenna to have the very strong angle position localization flexibility, and can reduce the signal the multi-way disturbance and other influences.This article has conducted the deep research to the circular polarization microstrip antennas, the concrete work is as follows in1．the article first elaborated microstrip antennas's elementary theory and the main project analysis method, analyzed microstrip antennas's circular polarization to have several methods. And the contrastive analysis method's fit and unfit quality, which method suits what research direction, has provided the basis for the microstrip antennas double-fed circular polarization's design.2．microstrip antennas's circular polarization technology, studied the rectangle to paste the piece antenna with emphasis realizes the circular polarization through the tangential angle and the double feed way. Uses simulation software Ansoft HFSS to carry on the simulation design to it, and carries on the contrast to the result, found the appropriate feeding point and the feed network.This article designs the circular polarization microstrip antennas has the universalserviceability, can satisfy the different shape the request, may enhance the standing-wave ratio band width, suppresses the cross polarization, enhances the axial ratio, but the feed network is complex, the cost comparison is high, the size is also quite big, has certain limitation.key word: Circular polarization, microstrip antennas, feed network,HFSS目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1) (1) (2)第二章微带天线基本理论 (3) (3) (3) (4) (4) (4) (5) (6) (6) (7) (7) (8) (8) (9) (10) (10) (10) (11) (11) (12) (12) (12) (13)第三章圆极化微带天线 (15) (15) (16) (17) (18) (19) (19) (19) (19) (19) (19) (21) (21) (21) (21) (22) (22)第四章仿真分析 (26) (26) (26) (26)： (26) (26)： (27)矩形贴片天线切角圆极化 (27) (27) (27) (28) (28) (30)矩形贴片天线外加馈电网络圆极化 (34) (34) (35)本章小结 (38)结束语 (40)参考文献 (41)致谢 (42)附录英文资料及译文 (43)第一章绪论课题背景随着科学技术的飞速发展，现代社会已经进入信息时代，信息的快速而广泛的传递形成了现代社会最重要的特征。

本科毕业论文---微带天线设计

天线 CAD 大作业学院：电子工程学院专业：电子信息工程微带天线设计一、设计要求：（ 1）工作频带 1.1-1.2GHz ，带内增益≥ 4.0dBi ，VSWR ≤2:1 。

微波基板介电常数为r = 6，厚度 H ≤5mm ，线极化。

总结设计思路和过程，给出具体的天线结构参数和仿真结果，如VSWR 、方向图等。

（ 2）拓展要求：检索文献，学习并理解微带天线实现圆极化的方法，尝试将上述天线设计成左旋圆极化天线，并给出轴比计算结果。

二、设计步骤计算天线几何尺寸微带天线的基板介电常数为r = 6 ，厚度为 h=5mm,中心频率为f=1.15GHz, c 3 108m / s 天线使用 50Ω同轴线馈电，线极化，则cr1 )1（1）辐射切片的宽度 w=69.72mmf(22 2r 1 r 1 h12（2）有效介电常数 e 22( 112w)=5.33（3）辐射缝隙的长度L0.412h (e 0.3)(w / h 0.264) =2.20( e 0.258)( w / h 0.8)（4）辐射切片的长度 LcL =52.10mm22 fe（5）同轴线馈电的位置 L1r1 r 1 h 12 =5.20re( L)(1 12) 22LL1L(11 ) =14.63mm2re三、 HFSS 设计（ 1）微带天线建模概述为了方便建模和后续的性能分析，在设计中定义一系列变量来表示微带天线的结构尺寸，变量的定义及天线的结构尺寸总结如下：微带天线的 HFSS 设计模型如下：立体图俯视图模型的中心位于坐标原点，辐射切片的长度方向沿着x 轴，宽度方向沿着y 轴。

介质基片的大小是辐射切片的 2 倍，参考地和辐射切片使用理想导体来代替。

对于馈电所用的50Ω同轴线，这用圆柱体模型来模拟。

使用半径为 0.6mm、坐标为（L1，0,0 ）；圆柱体顶部与辐射切片相接，底部与参考地相接，及其高度使用变量 H 表示；在与圆柱体相接的参考地面上需要挖一个半径为 1.5mm的圆孔，作为信号输入输出端口，该端口的激励方式设置为集总端口激励，端口归一化阻抗为 50Ω。

基于HFSS矩形微带天线仿真与设计

基于HFSS矩形微带天线仿真与设计【摘要】本文基于HFSS软件，对矩形微带天线进行仿真与设计，通过分析HFSS仿真原理和矩形微带天线设计原理，提出了HFSS仿真与设计流程。

对参数进行优化分析，进行性能评估与实验结果比对。

最后总结了HFSS矩形微带天线的仿真与设计，展望未来研究方向，探讨研究成果的应用前景。

该研究意义重大，可以为微带天线的设计与应用提供重要参考，推动通信领域的发展。

【关键词】矩形微带天线、HFSS仿真、设计、原理、流程、参数优化、性能评估、实验结果、总结、展望、研究成果、应用。

1. 引言1.1 研究背景矩形微带天线是一种常见的微波天线类型，在通信领域有着广泛的应用。

随着通信技术的发展和应用，对天线设计的要求也越来越高。

研究人员对矩形微带天线的性能进行优化和改进，以满足不同应用场景的需求。

在这种背景下，基于HFSS仿真技术的矩形微带天线设计成为了一个热门的研究方向。

HFSS是一种常用的高频电磁场仿真软件，能够较为准确地模拟微波元器件的电磁场分布和特性。

通过HFSS仿真可以快速评估不同设计参数对矩形微带天线性能的影响，为设计优化提供有力支撑。

本研究旨在通过HFSS仿真与设计，对矩形微带天线进行参数优化分析，并对其性能进行评估与实验验证。

通过探究HFSS矩形微带天线的仿真与设计流程，为进一步优化微波天线设计提供参考。

本研究将结合理论分析与实验结果，总结HFSS矩形微带天线的仿真与设计经验，并展望未来对矩形微带天线设计的进一步研究方向。

1.2 研究意义通过对矩形微带天线的仿真与设计研究，可以深入理解天线的工作原理和特性，为设计更加优秀的微带天线提供理论支持。

通过参数优化分析和性能评估，可以提高矩形微带天线的性能，并且在实际工程中实现更好的应用效果。

矩形微带天线的仿真与设计研究也有助于推动天线技术的发展，促进通信技术的进步和应用场景的拓展。

本文研究的矩形微带天线仿真与设计对于推动通信技术和天线技术的发展具有重要的意义，有助于提高微带天线的性能和应用效果，同时也为相关领域的研究和实际应用提供了理论支持和实用价值。