实验三_半波偶极子
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。
实验三_半波偶极子
实验三 半波偶极子一、【实验目的】1. 以一个简单的半波偶极子天线设计为例，熟悉HFSS 软件分析和设计天线的基本方法及具体操作；2. 利用HFSS 软件仿真设计了解半波振子天线的结构和工作原理；3. 通过仿真设计掌握天线的重要指标：回波损耗S11、3D 方向图二、【实验仪器】计算机一台、HFSS 软件三、【实验内容】1、对半波偶极子进行HFSS 建模2、仿真计算其特性参数四、【实验原理】半波偶极子是工程中常用的一种经典天线，其全长为半个波长。
五、【实验步骤】本次实验设计一个中心频率为915 MHz 的半波偶极子天线。
根据f c /=λ可以计算出915MHz 在真空中对应的波长是328mm ，所以真空中放置的半波偶极子天线的长度为半个波长即164mm 。
故天线的初始尺寸设置如下图所示，两侧82mm 长的矩形条为半波偶极子的两个臂，中间3mm*3mm 的矩形面用于模拟RFID 芯片。
1、初始步骤（1）打开HFSS ，新建一个项目，将project 重命名为较规则的名字，如dipole 。
（2）设置求解类型：点击菜单栏HFSS/SolutionType ，在跳出窗口中选择Driven Modal ，再点击OK 按钮。
（3）为建立的模型设置单位：点击菜单栏3D Modeler/Units，在跳出窗口中选择mm，再点击OK按钮。
2、设计建模1）创建偶极子天线模型首先创建一个沿Y轴方向放置的矩形条作为偶极子天线的一个臂，矩形条线宽为3mm，长度为82mm。
并将其改为铜黄色。
画好后，使用（视图旋转功能）、（放缩到合适大小）和（拖曳放缩）等功能按钮，将矩形面调整到合适的视图。
然后选中刚才画好的上臂，并利用（绕着坐标轴复制）操作生成偶极子天线的另一个臂。
由于天线是金属材质，需将矩形条设置为理想导体，选中两个矩形条，右键→assign boundary→Perfect E。
2）、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XY平面的矩形面作为激励端口平面，并设置端口平面的激励方式为集总端口激励。
实验三 动画技术：电偶极子辐射的动态仿真
实验三动画技术：电偶极子辐射的动态仿真一、实验目的物理过程或物理现象通常都是动态过程，因此对于物理过程的仿真或模拟应该也是动态。
通过对物理过程的动态仿真能够近似地还原物理过程，帮助我们更好的理解物理现象和物理过程，揭示蕴藏其中的规律性东西。
本次实验将以电偶极子天线的电磁波辐射动态仿真为例，介绍MA TLAB的动画技术，以期实现如下目的：1.掌握两种MA TLAB的动画制作的技术：影片动画和实时动画；2.掌握矢量场力线图的制作方法，并了解电偶极子辐射的规律，以便更好的理解《电磁场与电磁波》课程中的相关知识点，也为进一步学习其他专业课程(如天线原理、天线技术)建立基础。
二、实验预备知识1. MATLAB动画技术MA TLAB提供了两种制作动画的方法：影片动画和实时动画。
(1) 影片动画这种动画技术类似于电影的制作，其原理是首先对仿真的过程按时间次序进行“拍照”，获得一帧一帧的画面(称为帧)，并将之存档，然后再按时间顺序以高于视觉暂留的帧频率播放帧，即可获得类似于电影的动画效果。
这种动画技术适用于难以实时快速绘制的复杂画面，计算量大，占用内存较多。
MA TLAB提供了下列几种函数用于实现影片动画：①moviein函数该函数将产生一个结构体数组（structure，以下称帧结构体）来存放动画的帧（即所拍摄的一幅幅画面），每帧画面作为结构体的一个元素保存。
调用格式fmat = moviein (N)产生一个能存放N个帧的（1×N）结构体数组fmat。
该结构体包含两个域cdata和colormap，前者存放帧的图像数据，后者存放帧使用的颜色表。
②getframe函数该函数作用是对当前的图像进行快照(“抓拍”)，通常有两种使用格式:getframe “抓拍”当前坐标轴（一种图形对象）里的内容；getframe(h) “抓拍”某个图形窗口或坐标轴里的内容，该图形窗口或坐标轴以句柄h 标识（图形窗口和坐标轴都是一种图形对象，每一种图形对象都有自己特有的句柄handle，即标识，类似于“身份证”）。
半波偶极子天线设计
摘要近年来,Radio frequency identification(RFID)技术飞速发展并逐渐成为自动物体识别应用中的主要技术[1].现今有很多种RFID天线类型,如偶极子天线、分形天线、环形槽天线和微带贴片天线等[2].这里着重研究RFID技术中的半波偶极子天线，即是对称振子天线，最常用的是半波振子，偶极子天线是研究天线的基础，具有很多特性，比如辐射特性阻抗特性，波长缩短效应，谐振特性等，它既可作为简单的天线单独使用,又可作为天线阵的单元或面天线的馈源[3-4].所以深入了解半波偶极子天线的设计理论与优化技术是非常重要的.传统的天线设计方法是由设计师根据天线的分析理论以及自己的经验通过编程进行数值计算的方法来确定天线的各参数，这样做不仅花费了大量的时间和精力，而且费用昂贵.本设计采用现代计算机为基础，使用High Frequency Structure Simulator（HFSS）三维电磁仿真软件对半波偶极子天线进行设计及仿真、优化分析方法可以节省时间和精力，设计出符合要求的天线.论文从课题研究的背景和目的出发，介绍了半波偶极子天线的基本知识、设计原理.随后从设计和实现角度出发，针对半波偶极子天线提出了优化设计方案，并加以仿真并验证.最后依照仿真数据进行实物设计制作并验证其性能.关键词：3GHz；天线；HFSS10；偶极子天线ABSTRACTIn recent years, Radio frequency identification (RFID) technology and the rapid development of automatic object recognition has become the main technology applications. Today there are many types of RFID antennas, such as dipole antennas, fractal antennas[1], microstrip patch antenna and annular groove antenna[2]. RFID technology here focuses on the half-wave dipole antenna, dipole antenna that is most commonly used is the half-wave dipole, dipole antenna of the antenna base, has many features, such as radiation characteristic impedance, the wavelength reduction effect, resonance characteristics, etc. it can be used alone as a simple antenna, but also as a unit or antenna array antenna feed surface[3-4]. Therefore, in-depth understanding of a half-wave dipole antenna design theory and optimization technology is very important. Traditional antenna design approach is an analysis by the designer according to the antenna theory and their own experience through the programming of numerical calculation method to determine the parameters of the antenna, so do not spend a lot of time and effort, and expensive. This design uses modern computer-based, using High Frequency Structure Simulator (HFSS) three-dimensional electromagnetic simulation software half-wave dipole antenna design and simulation, optimization analysis method can save time and effort, designed to meet the requirements of the antenna.Papers from the background and purpose of the research, this paper introduces a half-wave dipole antenna basics design principles. Then from the design and implementation point of view, for the half-wave dipole antenna proposed optimal design, and make the simulation and verification. Finally simulation data in accordance with the physical design and verify its performance.Key Words：3GHz; antenna; HFSS10; dipole antenna目录1绪论 (1)1.1课题研究的背景 (1)1.2课题研究的意义 (1)1.3本次课题的主要工作 (1)2概述 (2)2.1半波偶极子天线简述 (2)2.2Ansoft HFSS 10仿真软件简介 (2)2.3Ansoft HFSS 10仿真软件设计流程概述 (3)2.4本设计的方案思路 (4)2.5主要技术指标 (4)2.5.1天线的输入阻抗 (4)2.5.2天线的极化方式 (5)2.5.3方向性系数 (5)2.5.4天线的增益 (6)2.5.5天线的效率 (6)3理论分析 (7)3.1电基本振子的辐射场 (7)3.2对称天线的辐射 (9)3.3半波偶极子天线性能参数的理论计算 (11)3.3.1电流分布 (11)3.3.2 辐射场和方向图 (11)3.3.3方向性系数 (12)3.3.4辐射电阻 (12)3.3.5输入阻抗 (13)4HFSS仿真设计 (14)4.1HFSS设计概述 (14)4.2HFSS仿真设计 (15)4.2.1新建设计工程 (15)4.2.2添加和定义设计变量 (15)4.2.3设计建模 (16)4.2.4求解设置 (19)4.2.5设计检查和运行仿真计算 (20)5天线实物 (25)结论 (26)参考文献 (27)致谢 (28)1绪论1.1课题研究的背景Radio frequency identification(RFID)技术是一种利用射频技术实现的非接触式自动识别技术,近年来,RFID技术飞速发展并逐渐成为自动物体识别应用中的主要技术[1].现今有很多种RFID天线类型,如偶极子天线、分形天线、环形槽天线和微带贴片天线等[2].这里着重研究RFID技术中的半波偶极子天线.由于它结构简单,广泛应用于通信、雷达和探测等各种无线电设备中,适用于短波、超短波,甚至微波.它既可作为简单的天线单独使用,又可作为天线阵的单元或面天线的馈源[3-4].由于半波偶极子是基本的天线,很多天线都是在半波振子的基础上设计的.1.2课题研究的意义传统的天线设计方法是由设计师根据天线的分析理论以及自己的经验通过编程进行数值计算的方法来确定天线的各参数，这样做不仅花费了大量的时间和精力，而且费用昂贵.近年来，无线通信发展迅速，作为系统发射和接收电磁波的重要前段器件——天线，其性能对整个系统的通信质量至关重要.而半波偶极子天线这种基础天线在未来需求量巨大，便宜高质量基础天线将会是各生产厂家喜爱的产品.制作简单，成功率高，性能优越的基础天线也将会受到需求者的青睐.如果能采用现代计算机为基础，使用三维电磁仿真软件对半波偶极子天线进行设计及仿真、优化分析方法可以节省时间、精力以及费用，设计出符合要求的半波偶极子天线.1.3本次课题的主要工作本次课题的主要工作是使用HFSS三维电磁仿真软件对半波偶极子天线进行设计及仿真、优化分析，设计出符合要求的天线.最后依照仿真数据进行实物设计制作并验证其性能.2概述2.1半波偶极子天线简述半波偶极子天线是一种结构简单的基本线天线，也是一种经典的、迄今为止使用最广泛的天线之一.如图2-1所示，半波偶极子天线由两根直径和长度都相等的直导线组成，每根导线的长度为1/4个工作波长.[5]但实际应用中大多数情况下都要适当缩短长度，目的就是实现谐振使输入阻抗接近纯电阻，很多时候都是用工作波长的0.48.导线的直径远小于工作波长，天线的激励是等幅反向的电压信号，加在天线中间的两个相邻端点上，且天线中间两个相邻端点间的距离远小于工作波长，可以忽略不计.图2-1 半波偶极子天线2.2Ansoft HFSS 10仿真软件简介本设计主要采用Ansoft HFSS 10三维电磁仿真软件对半波偶极子天线进行设计及仿真、优化分析，下面介绍下HFSS这个软件.HFSS是利用我们所熟悉的windows图形用户界面的一款高性能的全波电磁场(EM)段任意3D无源器件的模拟仿真软件.它易于学习，有仿真，可视化，立体建模，自动控制的功能，使你的3D EM问题能快速而准确地求解.Ansoft HFSS使用有限元法(FEM)，自适应网格划分和高性能的图形界面，能让你在研究所有三维EM问题时得心应手.Ansoft HFSS能用于诸如S-参数，谐振频率和场等的参数计算.HFSS是基于四面体网格元的交互式仿真系统.这使你能解决任意的3D几何问题，尤其是那些有复杂曲线和曲面的问题，当然在局部会利用其他技术.HFSS是高频结构仿真器（High Frequency Structure Simulator）的缩写.Ansoft公司最早在电磁仿真中使用如切线矢量有限元，自适应网格，和ALPS等有限元法解决EM仿真问题. Ansoft HFSS是高生产力研究，发展和虚拟的工具之一.2.3Ansoft HFSS 10仿真软件设计流程概述本设计使用HFSS v10软件对半波偶极子天线进行仿真设计，设计流程如图2-2所示，设计流程中的各个步骤的功能分述如下.设置求解类型.使用HFSS进行天线设计时，可以选择模式驱动（driven modal）求解类型或者终端驱动（driven terminal）求解类型.图2-2 HFSS天线设计流程创建天线的结构模型.根据天线的初始尺寸和结构，在HFSS模型窗口中创建出天线的HFSS参数化设计模型.设置边界条件.在半波偶极子天线的设计中，我使用辐射边界条件，为了模拟出无限大的自由空间.设置激励方式.无线必须通过传输线或者波导传输信号，天线与传输线或者波导的连接处即为馈电面或者称为激励端口.半波偶极子天线的设计中，由于在模型内部馈电面的激励方式使用集总端口激励（Lumped Port）.设置求解参数，包括设定求解频率和扫频参数，其中，求解频率通常设定为天线的中心工作频率.波长和频率的关系是倒数关系，具体的计算公式是：波长（单位：米）=300/频率（单位：MHz）.运行求解分析.上述操作完成后，整个仿真计算由HFSS软件自动完成.分析完成后，如果结果不收敛，则需要重新设置求解参数；如果结果收敛，则说明计算结果达到了设定的精度要求.查看求解结果.求解分析完成后，子数据后处理部分可以查看HFSS分析出的天线各项性能参数，如回波损耗错误!未找到引用源。
半波偶极子电流分布
半波偶极子电流分布半波偶极子是一种天线结构，用于辐射或接收电磁波。
它由一个较短的导体杆和两个辐射元件组成，通常被用于无线通信领域。
在电磁学中，半波偶极子是一种理想化的电流分布模式。
半波偶极子的电流分布是指在导体杆上的电流强度随着位置的变化而变化的情况。
根据电磁场理论，半波偶极子的电流分布可以通过求解麦克斯韦方程组得到。
然而，在本文中，我们将从一个直观的角度来探讨半波偶极子的电流分布。
在半波偶极子的导体杆上，电流分布呈现出一个波动的形态。
电流在导体杆上的分布可以被描述为一个正弦函数，具有周期性的特点。
这是因为半波偶极子的导体杆长度约为电磁波的半个波长，所以在导体杆两端的电流相位相差180度。
半波偶极子的电流分布还受到辐射元件的影响。
辐射元件通常是金属片或金属环，它们与导体杆之间存在电容和电感耦合。
这些辐射元件的存在改变了导体杆上的电流分布，使其不再是简单的正弦函数。
由于辐射元件的存在，半波偶极子的电流分布在导体杆两端出现了极值点。
在极值点附近，电流分布呈现出一个局部最大值或最小值。
这种非均匀的电流分布对于半波偶极子的辐射特性具有重要影响。
半波偶极子的电流分布还受到工作频率的影响。
在不同频率下，电流分布的形态和幅度都会发生变化。
当频率接近半波偶极子的共振频率时，电流分布的波动形态会变得更加明显，并且电流幅度会增加。
除了频率的影响，半波偶极子的电流分布还受到导体杆的长度和形状的影响。
当导体杆的长度不等于半个波长时，电流分布会发生改变。
而当导体杆的形状不是直线时，电流分布也会受到影响。
总结起来，半波偶极子的电流分布是一个复杂的问题。
它受到导体杆、辐射元件、工作频率以及导体杆的长度和形状等多个因素的共同影响。
了解半波偶极子的电流分布对于设计和优化天线具有重要意义，可以提高天线的辐射效率和性能。
半波偶极子天线设计
微波技术与天线实验报告
3.创建天线的一个臂
将天线的臂命名为yuanzhu，并设置天线的材料为pec，透明度为0.6，位置用La
4.创建天线的另一个臂
将第一个臂进行复制，即可生成第二个臂。
Edit--Duplicate--Around Axis，Axis选
6.设置端口激励
将长方形贴片设置为激励端口，半波偶极子的输入阻抗为73.2Ω。
设置完成后进行辐射边界的设置，选中圆柱体后右键选择Assign Boundary--Radiation。
三：求解设置
检查设计的正确性，正确无误后进行下一项。
从图中可以看出，当频率为3.0GHz时，S11的值最小，为-24.07dB。
从圆图中可以看出，在3.0GHz时，天线的归一化阻值为0.8905+0.0449i 2.查看天线的电压驻波比。
从图中可以看出，当频率为2.7GHz-3.3GHz之间，电压驻波比小于2.
3.查看E场的增益图。
在Radiation节点设置E平面。
此图为电场的切面图。
从此图可以看出增益最大为z轴方向，值为2.44dB。
1半波偶极子
附录：\3D模型回波损耗（S11）电压驻波比（VSWR）Smith圆图输入阻抗增益方向图三维增益方向图半波偶极子天线一、实验目的1.熟练使用HFSS软件。
2.掌握半波偶极子天线的原理。
二、实验原理此次设计为一个中心频率为3GHz的半波偶极子天线，天线沿z轴放置，天线材质使用理想导体，总长度为0.48λ，半径为λ/200.天线馈电采用集总端口激励方式，端口距离为0.24mm，辐射边界和天线的距离为λ/4.模型图如下：1.电流分布对于从中心馈电的偶极子天线，其两端为开路，故电流为零。
假设将偶极子天线沿z轴放置，其中心位于坐标原点，则长度为l的偶极子天线的电流分布可以表示为：I0是波腹电流；k是波数，且k=2π/λ；l是偶极子天线一个臂的长度。
对于半波偶极子天线而言，长度l=λ/4。
将参数代入上式可得半波偶极子天线的电流分布为：下图为分析模型图：2.辐射场和方向图已知半波偶极子天线上的电流分布，可以利用叠加原理来计算半波偶极子天线的辐射场。
经计算得半波偶极子天线的辐射场为：加上方向特性，半波偶极天线的远区辐射电场为：式中：称为半波偶极子天线的方向性函数。
根据远区场的性质，可以求得半波偶极子天线的磁场为：根据方向性函数可以绘出半波偶极子天线的归一化场强方向图，在H平面（θ=90°）极坐标方向图是一个圆。
在E平面（ψ为常数）中，辐射场强会随着角度θ的变化而变化，θ=±90°方向上场强最大，θ=0°和θ=180°方向上场强为零。
3.方向性系数从半波偶极子天线的方向性函数可以计算出半波偶极子天线的功率方向性系数为：以分贝表示为：4．辐射电阻天线的平均功率密度可以用平均坡印廷矢量表示：半波偶极子天线的辐射功率则为：R r表示辐射电阻，计算可得辐射电阻为：R r=73.2Ω。
三、实验步骤1、新建设计工程a．运行HFSS并新建工程b．设置求解类型c．设置模型长度单位2、添加和定义设计变量3、设计建模a.创建偶极子天线模型b.设置端口激励c.设置辐射边界条件4、求解设置分析的半波偶极子天线的中心频率在3GHz附近，因此，求解频率设置为3GH;同时添加2.5GHz~3.5GHz的扫频设置，扫频类型选择快速扫频（Fast)，分析天线在2.5GHz~3. 5GHz频段内的回波损耗和电压驻波比。
半波偶极子天线
半波偶极子天线仿真、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【Solution Type】为"Driven Modal”（3）设置模型长度单位【Un its】为"mm ”2、添加和定义设计变量选择【Design Properties】，打开设计属性对话框，打开Add Property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】T【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"Comman d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。
Around Axis 】，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 【Assign Excitation 】f 【Lumped Port 】【Edit 】T 【Duplicate 】Lcnpcd Port : GeneralLumped Fort : lodes ：Us A DafAulti£ I;—齿 下T 爼)》|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)。
半波偶极子实验报告
邢台学院实验报告课程名称电磁波与天线技术实验项目2 偶极子和单极子天线设计授课教师专业班级实验时间学号学生姓名系部数学与信息技术学院2015～2016学年度第1学期●实验学时：4●实验目的及要求：1、掌握偶极子和单极子天线的几个基本参数；2、使用HFSS设计半波偶极子天线。
3、使用HFSS设计单极子天线。
●实验环境：1、Windows操作系统2、PC连接到Internet实验容及步骤：1、新建设计工程。
2、添加和定义设计变量。
3、设计建模。
4、求解设置。
5、设计检查和运行仿真计算。
6、HFSS天线问题的数据后处理。
●实验结果及体会：1、建立工程菜单Project->Insert HFSS Design2、设置求解模式菜单HFSS->Solution Type->天线为Driven Modal3、设置模型尺寸长度单位菜单Modeler->Units->mm->OK 单位一般设置为毫米mm。
4、添加和定义设计变量。
5、设计建模1）创建一个沿z轴方向放置的细圆柱体模型作为偶极子天线的一个臂2）通过沿着坐标轴复制，生成偶极子天线的另一个臂。
3)设置端口激励。
4)设置边界条件。
6、求解设置。
7、设计检查和运行仿真计算。
8、HFSS天线问题的数据后处理1）S11扫频分析：2）电压驻波比：3）Smith圆图查看归一化输入阻抗：4）输入阻抗：m1：m2：5）方向图：6）三维方向图：体会：通过仿真软件对半波偶极子设计仿真，得到符合要求的半波偶极子天线。
通过仿真得到了天线的回波损耗，电压驻波比，3D方向增益图等参数。
从结果可以看出，当工作波长为100mm时，半波偶极子的谐振点在3Ghz。
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。
半波偶极子天线的HFSS仿真设计
半波偶极子天线的HFSS仿真设计一、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。
图1 对称振子对称结构及坐标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点对称；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。
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。
4、设置辐射边界条件要在HFSS中计算分析天线的辐射场，则必须设置辐射边界条件。
实验四_UHF标签仿真
实验四UHF标签天线仿真一、【实验目的】通过一个实际的UHF标签天线的仿真，让学生体会RFID标签天线设计的理念。
二、【实验仪器及材料】计算机一台、HFSS软件三、【实验内容】从UHF标签天线产品清单中，挑选出一款天线结构，进行HFSS建模仿真四、【实验要求的知识】掌握HFSS进行天线建模、仿真的具体方法了解天线的回波损耗S11、中心频率、3D方向图的含义五、【画图练习】为了熟悉HFSS画图方法，先练习画出以下4幅图形五、【实验步骤】根据以下要求进行HFSS的建模仿真1、天线结构和尺寸：可参照“UHF标签天线产品清单”，或者标签实物，选择其中一种，估算或测量其实际尺寸，进行HFSS建模。
绘制弯折结构时主要用到：画矩形面，合并，对称复制绘制缝隙结构时主要用到：画矩形面，画线，挖空视图调整主要用以下三个按钮：，，2、PCB板信息（1）介质材料：FR4，Er=4.4（2）板厚及尺寸：根据实物自行测量3、port的设置：采用lump port，模拟意联的Higgs-3芯片，注意：（1）port的尺寸应参考芯片实物的大小而定，设置合适大小以方便后续焊接芯片。
（2）port的阻抗要与Higgs-3芯片一致，所以在post processing中不设置50欧，而是设置为30+200i（欧）（3）积分线的设置参照半波偶极子天线的设置，从一臂指向另一臂。
4、输出结果：仿真结束后，将天线的结构模型图、回波损耗S11、3D方向图粘贴在以下空白处：（1）天线的结构模型图（2）回波损耗S11，从结果图中可以看出，中心频率在_________MHz（3）3D方向图，从结果图中可以看出，该天线的方向图是否为全向？。
电磁场HFSS试验报告
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、HFSS15.0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：Projectl，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 o 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0.8o 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(2,0,0.4)处，作为端口终点。
偶极子天线特性实验报告
偶极子天线特性实验学号：10329060 姓名：林斋帆 2010光信二班合作人：王贝珊实验日期：2013/4/11一、实验目的1、理解半波偶极子天线的基本功能2、测量半波偶极子天线E面得辐射模式3、测量半波偶极子天线H面的辐射模式二、实验原理图1所示的是半波偶极子天线的结构模型和电流分布图。
在图a中，总长度是半个波长，图b中，电流的分布为在馈点值为最大，在两端点值为0。
a) 结构图 b)电流分布图1 半波偶极子天线的结构模型和电流分布图半波偶极子天线是一种谐振天线，它的输入阻抗为 70+j0Ω 。
电流流过Z轴，分布由公式（1）进行计算：I(z)=I0sin[k(λ4−|z|)]（1）其中馈电电流大小为10，端点的大小为0。
电流引起的辐射电场为：Eθ(θ)=jωμ2I0k∙e−jkr4πrF(θ)（2）波函数从公式（2）到下面的公式（3）中：F(θ)=Eθ(θ)E MAX=cos[(π2⁄)cosθ]sinθ（3）功率的计算公式如下：P(θ)=|F(θ)|2={cos[(π2⁄)cosθ]sinθ}2（4）根据公式（4）可绘出下面的辐射图。
电流从南边流向北，沿着Z轴的正方向。
在这个图中，最大辐射发生在θ=±90°的方向上，而在θ=0°，180°的方向上没有辐射。
图2 半波偶极子天线辐射模式在试验中使用的半波偶极子天线有两种：914.5125MHz（将略写成914MHz）和2.45GHz，其波长大小分别为328.04mm和122.45mm。
为了去掉天线输入阻抗中的电抗部分，我们只需使天线的长度稍短于半个波长即可，这个比率称为天线的缩短比例。
还有，如果将天线印刷在绝缘的电路板上，由于绝缘的原因也将导致其性质会有一定的变化趋势。
特别的，绝缘板引起的比例变化将使天线的有效波长减小从而导致天线的尺寸相比于在开阔场地要小一些。
根据相对绝缘比例，波长的缩减比例大小如下所示：λeff=0√ε（5）其中，λ0表示在开阔场地的波长大小，λeff代表有效波长。
实验一、半波偶极子天线的仿真设计
实验一、半波偶极子天线的仿真设计一、设计目标设计一个半波偶极子天线，其中心工作频率为3.0GHz左右，回波损耗S11的10dB带宽大于300MHz,并给出天线的仿真模型和仿真结果（S11、VSWR、Smith圆图、输入阻抗、E面增益方向图和三维增益方向图）。
二、设计步骤1、添加和定义设计变量：将天线的相应变量定义好，如图：2、创建偶极子天线模型先建立一个圆柱体模型，作为偶极子天线的一个对称臂，再利用复制操作，生成偶极子天线的另外一个对称臂，如图：并设定好坐标参数：3、设置端口激励将工作平面设置成YZ平面，并创建矩形激励：端口阻抗设为73.2ohm，积分线从下边缘中点到上边缘中点。
4、设置辐射边界条件先创建辐射边界的圆柱体（把当前工作面设置为xy平面），并把圆柱体的名称设置为“Rad_air”，材质设置为“air”，颜色设置为浅蓝色蓝，透明度（Transparent）设置为“0.8”，圆柱体底面的圆心坐标为（0mm，0mm，-rad_height），半径为rad_radius，高度为2*rad_height。
再设置辐射边界条件，选中该圆柱体模型，单击鼠标右键，选择【Assign Boundary】→【Radiation】命令，会弹出辐射边界条件的对话框，选择“Radiating Only”，单击OK按钮，把园柱体模型“Rad_air”的表面设置为辐射边界条件。
5、求解设置先设置求解频率和网格剖分，选择主菜单【HFSS】→【Analysis Setup】→【AddSolution Setup】命令,打开Solution Setup对话框;在该对话框中，SolutionFrequency项输入求解频率3.0GHz,Maximum Number of Passes项输入最大迭代次数20，Max Delta S项输入收敛误差0.02，其他保持默认设置不变，然后单击确定按钮，退出对话框，完成求解设置。
再设置扫频，选择主菜单【HFSS】→【Analysis Setup】→【Add Frequency Sweep】命令,会弹出Select a Solution Setup对话框，在该对话框中选择Setup1,单击OK按钮;随之会弹出Edit Frequency Sweep对话框,在该对话框中，Sweep Type项选择扫描类型为Fast;在Frequency Setup栏，Type项选择LinearStep;Start项输入2.5GHz;Stop项输入3.5GHz;Step项输入0.01GHz;其他项都保留默认设置不变，最后单击对话框确定按钮，完成设置，退出对话框。
微波技术与天线仿真实验报告
《微波技术与天线》HFSS仿真实验报告实验二H面T型波导分支器设计一．仿真实验内容和目的使用HFSS设计一个带有隔片的H面T型波导分支器，首先分析隔片位于T型波导正中央，在8~10GHz的工作频段内，波导输入输出端口的S参数随频率变化的关系曲线以及10GHz 时波导表面的电场分布；然后通过参数扫描分析以及优化设计功能分析在10GHz处输入输出端口的S参数随着隔片位置变化而变化的关系曲线；最后利用HFSS优化设计功能找出端口三输出功率是端口二输出功率两倍时隔片所在位置。
二．设计模型简介整个H面T型波导分为两个部分：T型波导模型，隔片。
见图1。
图1三．建模和仿真步骤1.运行HFSS并新建工程，把工程另存为Tee.hfss。
2.选择求解类型：主菜单HFSS→solution type→driven modal，设置求解类型为模式驱动。
3.设置长度单位：主菜单modeler→units→in，设置默认长度单位为英寸。
4.创建长方体模型1）从主菜单选择draw→box，进入创建长方体模型的工作状态，移动鼠标到HFSS工作界面的右下角状态栏，在状态栏输入长方体的起始点坐标为（0，-0.45,0），按下回车键确认之后在状态栏输入长方体的长宽高分别为2,0.9，0.4。
2）再次按下回车键之后，在新建长方体的属性对话框修改物体的位置，尺寸，名称，材料和透明度等属性。
在attribute选项卡中将长方体名称项（name）修改为Tee，材料属性（material）保持为真空（vacuum）不变，透明度（transparent）设置为0.4。
3）设置端口激励4）复制长方体第二个和第三个臂5）合并长方体5.创建隔片1）创建一个长方体并设置位置和尺寸2）执行相减操作上诉步骤完成后即可得到H面T型波导的三维仿真模型图如图2所示图26.分析求解设置1）添加求解设置：在工程管理窗口中展开工程并选中analyse节点，单击右键，在弹出的快捷菜单中选择add solution type并设置相关参数，完成后工程管理窗口的analyse节点下会添加一个名称为setup1的求解设置项2）添加扫频设置：在工程管理窗口中展开analysis节点，右键单击前面添加的setup1求解设置项，在弹出菜单中单击add frequency sweep，并设置sweep name，sweep type，等表13）设计检查7.运行仿真分析：HFSS→analyze all四．仿真结果分析1.图形化显示S参数计算结果图3为S11，S12，S13幅度随着频率变化的曲线。
HFSS半波偶极子天线设计
▪ 在改对话框中保留默认设置，直接单击ok 按钮，把圆柱体模型rad_air的表面设置为 辐射边界条件。
4.求解设置
分析的半波偶极子天线的中心频率在3GHz附 近，因此求解频率设置为3GHz。同时添加 2.5GHz~3.5GHz的扫频设置，扫频类型选择快速 扫频（Fast），分析天线在2.5~3.5GHz频段内 的回波损耗和电压驻波比。
3.设计建模
（1）创建偶极子天线模型 在主菜单栏中选择draw----cylinder或单击工
具栏上的圆柱体按钮，进入创建圆柱体的 状态。新建的圆柱体会添加到操作历史树 的solids节点下，默认名cylinder。 双击操作历史树中的solids下的cylinder节 点，打开如下对话框。把圆柱体名称设置 为Dipole，其材质为pec。如图所示。
▪ Draw----cylinder创建圆柱体，新建的圆柱 体添加在操作历史树的solids节点下，默认 为cylinder1；
▪ 双击操作历史树下cylinder1，打开属性对话 框，把圆柱体名称改为Rad_air，设置材质 为air，其透明度为0.8.如下图所示。
▪ 最后单击确定按钮。
▪ 双击操作历史树中的rad_air下的 createcylinder节点，打开属性对话框， 在该选项卡中设置圆柱体的底面圆心坐标、 半径和长度。
双击操作历史树中的Dipole下的 createcylinder节点，打开新建圆柱体属性 对话框的command选项卡，在该选项卡中 设置圆柱体的底面圆心坐标、半径和长度。 在center Position文本框中输入底面圆心坐 标（0，0，gap /2）,在Radius文本框中 输入半径值dip_radius，在height文本框中 输入长度值dip_length，如下图所示。然后 单击确定按钮，完成圆柱体Dipole的创建。
半波偶极子谐振基模和高次模
半波偶极子谐振基模和高次模
（实用版）
目录
1.半波偶极子谐振基模
2.半波偶极子高次模
3.应用与影响
正文
一、半波偶极子谐振基模
半波偶极子谐振基模是指在电磁波传播过程中，电场和磁场呈偶极子分布，且其波长为λ/2（λ为波长）的谐振模式。
在这种模式下，电场和磁场的能量分布较为集中，且能量损耗较小。
半波偶极子谐振基模广泛应用于无线通信、天线设计以及微波技术等领域。
二、半波偶极子高次模
半波偶极子高次模是指在电磁波传播过程中，电场和磁场呈偶极子分布，且其波长为λ/n（n 为整数，且 n>1）的谐振模式。
这些高次模在物理现象、数学表达和工程应用方面都与基模有所不同。
与基模相比，高次模具有更复杂的空间分布和更高的能量损耗。
半波偶极子高次模同样在无线通信、天线设计以及微波技术等领域发挥着重要作用。
三、应用与影响
半波偶极子谐振基模和高次模在天线设计中具有重要意义。
在实际应用中，通过合理选择谐振模式，可以有效提高天线的辐射效率和方向性，从而优化通信系统的性能。
此外，对半波偶极子谐振基模和高次模的研究也有助于深入理解电磁波在复杂环境中的传播特性，为无线通信系统的发展提供理论支持。
总之，半波偶极子谐振基模和高次模在电磁波传播、天线设计以及微
波技术等领域具有广泛的应用和重要影响。
5三相半波有源逆变电路实验报告
实验报告课程名称：现代电力电子技术实验项目：三相半波有源逆变电路实验实验时间：实验班级：总份数：指导教师：朱鹰屏自动化学院电力电子实验室二〇〇年月日广东技术师范学院实验报告学院：自动化学院专业：电气工程及其自动化班级：成绩：学号：组别：组员：实验地点：电力电子实验室实验日期：指导教师签名：实验（五）项目名称：三相半波有源逆变电路实验1.实验目的和要求研究三相半波有源逆变电路的工作，验证可控整流电路在有源逆变时的工作条件，并比较与整流工作时的区别。
2.实验原理晶闸管可选用DJK02上的正桥，电感用DJK02上的Ld=700mH，电阻R选用D42三相可调电阻，将两个900Ω接成串联形式，直流电源用DJK01上的励磁电源，其中DJK10中的心式变压器用作升压变压器使用，变压器接成Y/Y接法，逆变输出的电压接心式变压器的中压端Am、Bm、Cm,返回电网的电压从高压端A、B、C输出。
直流电压、电流表均在DJK02上。
预习情况操作情况考勤情况数据处理情况图3-11 三相半波有源逆变电路实验原理图3.主要仪器设备4.实验内容及步骤实验内容：三相半波整流电路在整流状态工作下带电阻电感性负载的研究。
实验步骤：(1)DJK02和DJK02-1上的“触发电路”调试①打开DJK01总电源开关，操作“电源控制屏”上的“三相电网电压指示”开关，观察输入的三相电网电压是否平衡。
②将DJK01“电源控制屏”上“调速电源选择开关”拨至“直流调速”侧。
③用10芯的扁平电缆，将DJK02的“三相同步信号输出”端和DJK02-1“三相同步信号输入”端相连,打开DJK02-1电源开关，拨动“触发脉冲指示”钮子开关，使“窄”的发光管亮。
④观察A、B、C三相的锯齿波，并调节A、B、C三相锯齿波斜率调节电位器（在各观测孔左侧），使三相锯齿波斜率尽可能一致。
⑤将DJK06上的“给定”输出U g直接与DJK02-1上的移相控制电压U ct相接，将给定开关S2拨到接地位置（即U ct=0），调节DJK02-1上的偏移电压电位器，用双踪示波器观察A相同步电压信号和“双脉冲观察孔” VT1的输出波形，使α=120°(注意此处的α表示三相晶闸管电路中的移相角，它的0°是从自然换流点开始计算，前面实验中的单相晶闸管电路的0°移相角表示从同步信号过零点开始计算，两者存在相位差，前者比后者滞后30°)。
半波偶极子天线的HFSS仿真设计
半波偶极子天线的ＨＦＳＳ仿真设计一、实验目的：1.以一个简单的半波偶极子天线设计为例，加深对对称阵子天线的了解；2.熟悉HFSS软件分析和设计天线的大体方式及具体操作；3.利用HFSS软件仿真设计以了解半波振子天线的结构和工作原理；4.通过仿真设计把握天线的大体参数：频率、方向图、增益等。
二、实验步骤：本次实验设计一个中心频率为3GHz的半波偶极子天线。
天线沿着Z轴放置，中心位于坐标原点，天线材质利用理想导体，总长度为0.48λ，半径为λ/200。
天线馈电采纳集总端口鼓励方式，端口距离为0.24mm，辐射边界和天线的距离为λ/4。
１、添加和概念设计变量参考指导书，在Add Property对话框中概念和添加如下变量：２、设计建模１）、创建偶极子天线模型第一创建一个沿Z轴方向放置的细圆柱体模型作为偶极子天线的一个臂，其底面圆心坐标为（0，0，gap/2），半径为dip_radius，长度为dip_length，材质为理想导体，模型命名为Dipole，如下：然后通过沿着坐标轴复制操作生成偶极子天线的另一个臂。
现在就创建出了偶极子的模型如下：2）、设置端口鼓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面的矩形面作为鼓励端口平面，并设置端口平面的鼓励方式为集总端口鼓励。
该矩形面需要把偶极子天线的两个臂连接起来，因此极点坐标为（0，-dip_radius，-gap/2），长度和宽度别离为2*dip_radius和gap。
如下：然后设置该矩形面的鼓励方式为集总端口鼓励。
由之前的理论分析可得，半波偶极子天线的输入阻抗为73.2Ω，为了达到良好的阻抗匹配，将负载阻抗也设置为73.2 Ω。
随后进行端口积分线的设置。
此处积分线为矩形下边缘中点到矩形上边缘中点。
3）、设置辐射边界条件要在仿真软件中计算分析天线的辐射场，必需先设置辐射边界条件。
本次设计中采纳辐射边界和天线的距离为1/4个工作波长。
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实验三 半波偶极子
一、【实验目的】
1. 以一个简单的半波偶极子天线设计为例，熟悉HFSS 软件分析和设计天线的基本方法及具体操作；
2. 利用HFSS 软件仿真设计了解半波振子天线的结构和工作原理；
3. 通过仿真设计掌握天线的重要指标：回波损耗S11、3D 方向图
二、【实验仪器】
计算机一台、HFSS 软件
三、【实验内容】
1、对半波偶极子进行HFSS 建模
2、仿真计算其特性参数
四、【实验原理】
半波偶极子是工程中常用的一种经典天线，其全长为半个波长。
五、【实验步骤】
本次实验设计一个中心频率为915 MHz 的半波偶极子天线。
根据f c /=λ可以计算出915MHz 在真空中对应的波长是328mm ，所以真空中放置的半波偶极子天线的长度为半个波长即164mm 。
故天线的初始尺寸设置如下图所示，两侧82mm 长的矩形条为半波偶极子的两个臂，中间3mm*3mm 的矩形面用于模拟RFID 芯片。
1、初始步骤
（1）打开HFSS ，新建一个项目，将project 重命名为较规则的名字，如dipole 。
（2）设置求解类型：点击菜单栏HFSS/SolutionType ，在跳出窗口中选择Driven Modal ，再点击OK 按钮。
（3）为建立的模型设置单位：点击菜单栏3D Modeler/Units，在跳出窗口中选择mm，再点击OK按钮。
2、设计建模
1）创建偶极子天线模型
首先创建一个沿Y轴方向放置的矩形条作为偶极子天线的一个臂，矩形条线宽为3mm，长度为82mm。
并将其改为铜黄色。
画好后，使用（视图旋转功能）、（放缩到合适大小）和（拖曳放缩）等功能按钮，将矩形面调整到合适的视图。
然后选中刚才画好的上臂，并利用（绕着坐标轴复制）操作生成偶极子天线的另一个臂。
由于天线是金属材质，需将矩形条设置为理想导体，选中两个矩形条，右键→assign boundary→Perfect E。
2）、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XY平面的矩形面作为激励端口平面，并设置端口平面的激励方式为集总端口激励。
该矩形面需要把偶极子天线的两个臂连接起来，长度和宽度均为3mm。
然后设置该矩形面的激励方式为集总端口激励：选中刚刚绘制好的矩形面，右键→assign e xcitation→lumped port，端口阻抗设置为50欧姆。
单击None，在其下拉菜单中选择new line，进入设置积分线的状态，分别在矩形面的上下边缘的中点位置（鼠标在边缘移动至中点时会变成三角形）单击鼠标确定积分线的起点和终点。
设置好积分线后自动回到“端口设置”对话框，此时None变成Defined。
随后进行端口积分线的设置。
此处积分线为矩形下边缘中点到矩形上边缘中点。
3）、设置辐射边界条件
要在仿真软件中计算分析天线的辐射场，必须先设置辐射边界条件。
本次设计中采用辐射边界和天线的距离为1/4个工作波长。
这里，我们创建一个长方体，X方向长度为2*82mm，Y方向长度为2*100mm，Z 方向长度为2*82mm。
并让其关于原点中心对称。
为了不让空气盒子遮蔽其中的天线，将空气盒子设置为0.9的透明度，并将其材质为设置为air（空气）。
然后将长方体表面设置为辐射边界条件：选中刚刚绘制好的长方体，右键→assign boundary→Radiation。
3、求解设置
1）求解频率和网络剖分设置
分析的半波偶极子天线的中心频率在915MHz左右，所以设置求解频率为915MHz，自适应网格剖分的最大迭代次数为20，收敛误差为0.02。
2）扫频设置
右键Setup1→Add Sweep，扫频类型Sweep Type选择快速扫频fast，扫频范围为800~1200MHz，扫频步进为1MHz。
4、设计检查和运行仿真计算
点击按钮进行检测，检测通过后点击进行仿真。
仿真结束后，按照以下的步骤5、6输出实验结果。
5、输出回波损耗S11曲线
在Project工作区中选中Result项，右键→create report，report type为Modal Solution Data，display type为rectangular plot. 在跳出的窗口中，选择category为S parameter，function选择dB，点击add trace，最后点击done。
即可看到回波损耗S11的曲线。
（1）将S11曲线的截图粘贴在以下空白处。
（2）从图上读出的S11曲线中心频率并不恰好落在915MHz，请修改天线尺寸（75），使S11中心频率达到915MHz，并将此时的S11曲线截图粘贴在以下空白处
6、输出3D方向图
在Project工作区中选中Radiation项→右键→insert far field setup→infinite sphere
在跳出的窗口中，设置Phi：（Start：0，Stop：360，StepSize：2），Theta：（Start：-180，Stop：180，StepSize：2）
在Project工作区中选中Result项，右键→create report，report type为far field，display type为3D polar plot。
在跳出的窗口中，选择category为Gain，Quantity为GainTotal，function 为none，点击add trace，最后点击done。
即可看到天线的3D方向图。
将function由none 改为dB，即可看到以dB为单位的增益3D方向图。
将其截图粘贴在以下空白处。
7、修改模型，增加PCB板
如果天线不是放置在真空中，而是放置在厚度为1.5mm，长度为20cm，宽度为10cm 的FR4介质板上，请在模型中增加FR4板，并调整天线尺寸使其依然能够谐振在915MHz 的中心频率上。
此时的天线全长为___64______mm。
将增加FR4板后的的模型结构图和恰好谐振在915MHz的S11回波损耗图截图粘贴在以下空白处。