HFSS微波仿真实验,实验报告六合一

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波导仿真设计实验报告

波导仿真设计实验报告

一、实验背景与目的随着微波技术、通信技术和雷达技术的发展,波导作为一种重要的微波传输线,其设计优化对于提高微波系统的性能具有重要意义。

本实验旨在通过电磁场仿真软件HFSS,对矩形波导进行仿真设计,分析其传输特性,并对其进行优化,以达到提高传输效率和降低损耗的目的。

二、实验内容与方法1. 实验内容本实验主要包括以下内容:(1)建立矩形波导的几何模型;(2)设置仿真参数,包括介质材料、边界条件等;(3)进行仿真计算,得到波导的传输特性;(4)分析仿真结果,优化波导设计。

2. 实验方法(1)使用HFSS软件建立矩形波导的几何模型;(2)设置仿真参数,包括介质材料、边界条件等;(3)选择合适的仿真求解器,进行仿真计算;(4)分析仿真结果,包括传输线特性、损耗、阻抗匹配等;(5)根据仿真结果,对波导设计进行优化。

三、实验步骤1. 建立矩形波导的几何模型使用HFSS软件,根据设计要求,建立矩形波导的几何模型。

首先,设置波导的尺寸参数,包括内径、外径、高度等。

然后,定义波导的介质材料,如空气、介质板等。

2. 设置仿真参数设置仿真参数,包括介质材料、边界条件等。

例如,设置波导的介质材料为空气,边界条件为完美电导体(PEC)。

3. 进行仿真计算选择合适的仿真求解器,进行仿真计算。

本实验采用时域求解器,设置仿真频率范围为1GHz~20GHz。

4. 分析仿真结果分析仿真结果,包括传输线特性、损耗、阻抗匹配等。

通过分析仿真结果,了解波导的传输特性,并对波导设计进行优化。

5. 优化波导设计根据仿真结果,对波导设计进行优化。

例如,调整波导的尺寸参数、介质材料等,以降低损耗、提高传输效率。

四、实验结果与分析1. 传输特性仿真结果表明,矩形波导在1GHz~20GHz的频率范围内具有良好的传输特性。

在频率较低时,波导的传输损耗较小;在频率较高时,波导的传输损耗较大。

2. 损耗通过分析仿真结果,发现波导的损耗主要由介质损耗和辐射损耗组成。

hfss软件界面功能及设计流程实验报告

hfss软件界面功能及设计流程实验报告

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哈尔滨工业大学(威海)微波技术实验报告

哈尔滨工业大学(威海)微波技术实验报告

《微波技术》实验班级学号姓名实验一ANSOFT HFSS软件的使用与魔T的仿真一、实验内容1.下载并且安装ANSOFT HFSS软件10.0版本2.学习使用该软件3.仿真魔T4.写出仿真使用后的报告二、验收方式1.提交使用报告(封皮班级学号装订成册)2.用电脑对进行实际的演示和操作三、实验步骤注:首先根据实验Word文档设置仿真环境变量以保证魔T仿真能正确进行。

1、建立工程文件在Tool>Options>HFSS Options中讲Duplicate Boundaries with geometry复选框选中这样使得在复制模型时,所设置的边界一起复制。

2、设置求解类型3、设置模型单位将创建模型中的单位设置为毫米。

4、设置模型的默认材料在工具栏中设置模型的默认材料为真空(Vacuum)。

5、创建魔T(1) 创建arm_1利用Draw>Box创建。

(2) 设置激励端口注意:在哪一个端口设置激励,就先画哪一个端口,并将端口命名为P1。

(3) 创建其他臂利用旋转复制的方式创建arm_2,arm_3,arm_4。

(4) 组合模型利用布尔运算将所有的arm组合成为一个模型,即魔T创建完成。

6、设置求解频率即扫频范围(1) 设置求解频率。

解设置窗口中做以下设置:Solution Frequency :4GHz;Maximum Number of Passes:5;Maximum Delta S per Pass :0.02。

(2) 设置扫频。

在扫频窗口中做以下设置:Sweep Type:Fast;Frequency Setup Type:Linear Count;Start :3.4GHz;Stop:4GHz;Count:1001;将Save Field复选框选中。

实验仿真图如下:图1 电场E分布说明:图1以正z轴方向为激励端口1,负y轴端口2,正x轴端口3,正y轴端口4。

可知:(1)端口1作为激励端口,端口2和端口4有等幅反向波输出。

HFSS仿真实验报告样例

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。

微波仿真实验报告

微波仿真实验报告

北京邮电大学微波仿真实验报告姓名:学号:班级:院系:一、实验目的1、了解ADS微波仿真软件的使用2、用ADS软件,观察不同的传输线及微波器件的Sminth圆图和S参数。

二、实验要求FR4基片:介电常数为4.4,厚度为1.6mm,损耗角正切为0.021.Linecal的使用a)计算FR4基片的50欧姆微带线的宽度b)计算FR4基片的50欧姆共面波导(CPW)的横截面尺寸(中心信号线宽度与接地板之间的距离)2.分别用理想传输线和微带传输线在FR4基片上,仿真一段特性阻抗为50欧姆四分之波长开路线的性能参数,工作频率为1GHz。

观察Smith圆图变化。

理想传输线微带传输线分析:四分之一波长开路线具有“开路变短路”的作用。

3.分别用理想传输线和微带传输线在FR4基片上,仿真一段特性阻抗为50欧姆四分之波长短路线的性能参数,工作频率为1GHz。

观察Smith圆图变化。

理想传输线微带传输线分析:四分之一波长短路线具有“短路变开路”的作用。

综上可知:四分之一波长传输线具有“阻抗倒置”的作用。

4.分别用理想传输线和微带传输线在FR4基片上,仿真一段特性阻抗为50欧姆二分之波长开路线的性能参数,工作频率为1GHz。

观察Smith圆图变化。

短路传输线微带传输线分析:二分之一波长开路线阻抗不变,所以开路经阻抗变换后还是开路。

5.分别用理想传输线和微带传输线在FR4基片上,仿真一段特性阻抗为50欧姆二分之波长短路线的性能参数,工作频率为1GHz。

观察Smith圆图变化。

理想传输线微带传输线先计算分析:二分之一波长短路线阻抗不变,所以所以短路经阻抗变换后还是短路。

综上可知:二分之一波长传输线具有“阻抗还原”的作用。

6.用一段理想四分之一波长阻抗变换器匹配10欧姆到50欧姆,仿真S参数,给出-20dB带宽特性,工作频率为1GHz。

带宽B=m1-m2=200.0 MHz7.用一段FR4基片上四分之一波长阻抗变换器匹配10欧姆到50欧姆,仿真S 参数,给出-20dB带宽特性,工作频率为1GHz,分析7 和8结果。

安徽工程大学通信工程生产实习(HFSS)实验报告

安徽工程大学通信工程生产实习(HFSS)实验报告

生产实习实验报告时间:2013年12月班级:通信工程姓名:**学号:310020****实验一HFSS安装,简单结构的建模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。

HFSS的安装方法1、打开Ansoft_HFSS_V10目录;2、安装之前请仔细阅读Crack目录下的readme.txt;3、安装软件。

软件安装成功后,在桌面会生成HFSS快捷方式的图标,我们双击图标打开软件界面如下:简单结构的建模1、了解HFSS界面;2、学习基本线、面、体的画法;3、指定模型尺寸、材料。

4、模型的复制、移动和布尔运算。

本实验中,我们设计的实例是电基本阵子的仿真,电基本阵子的长度30mm,宽度4mm,工作频率1GHz,空气盒子六个面到天线的距离为1/4波长。

实验步骤如下:首先,打开HFSS软件,新建一个工程命名为project3100204130.hfss并保存。

根据要求,我们先画出电基本阵子,其参数如下:我们得到的电基本阵子如下图所示:接下来是电基本阵子的外围空气盒子,我们先画出盒子,并调节参数如下:空气盒子:电基本阵子的激励:设置空气盒子为辐射边界:设计其分析参数,频率设置为1GHz,设置其远区场参数:完成后保存文件,在接下来就是对该模型的仿真了,运行有效性检查:运行仿真,等待仿真完成后观察结果。

方向图:Axial Ratio Value:Phi=90’,YZ平面方向图:Theta=90’,XY平面方向图:辐射的磁场以及电场方向在空气盒子一个面的分布:磁场分布:电场分布:实验2 对称振子天线的仿真实验实验2中我们对对称阵子天线进行仿真实验,新建工程后保存,画出对称阵子,并在对称阵子中间添加一个激励平面:对称阵子参数:中心激励参数:再画出一个空气盒子,空气盒子距离天线λ/4,如图:其参数如下:设置激励:指定空气盒子为辐射边界:设置仿真条件,如图所示,中心频率为1GHz:设置边界:设置终端驱动:检查正确性:实验结果图:Terminal Solution Data Report——Rectangular Plot,其最低点处在1GHz附近:方向图:为了得到边射阵的方向图,我们在Radiation选项下添加Antenna Array Setup,选择Custom Array Setup,选择计算好的文本文档数据如下:得到的3元边射阵方向图如下所示:实验小结经过两周的时间,生产实习实验终于做完了。

实验报告一.HFSS软件的安装和使用

实验报告一.HFSS软件的安装和使用

南昌大学实验报告学生姓名:曾华兆学号: 78 专业班级:通信162班实验类型:√⃞验证 ⃞综合 ⃞设计 ⃞创新实验日期:实验成绩:实验报告一 HFSS软件的使用及其工程建模一.实验目的1.安装调试HFSS实验相关软件,确保软件可以正常使用;2.熟悉并掌握HFSS软件的工作界面、操作步骤、工作流程及工作原理;3.思考HFSS工程建模的一般过程.二.实验原理总体来说,HFSS软件将所要求解的微波问题等效为计算N端口网络的S矩阵,具体步骤如下:①将结构划分为有限元网格(自适应网格剖分)②在每一个激励端口处计算与端口具有相同截面的传输线所支持的模式③假设每次激励一个模式,计算结构内全部电磁场模式④由得到的反射量和传输量计算广义S矩阵自适应网格剖分是在误差大的区域内对网格多次迭代细化的求解过程,利用网格剖分结果来计算在求解频率激励下存在于结构内部的电磁场。

初始网格是基于单频波长进行的粗剖分,然后进行自适应分析,利用粗剖分对象计算的有限元解来估计在问题域中的哪些区域其精确解会有很大的误差(收敛性判断),再对这些区域的四面体网格进行细化(进一步迭代),并产生新的解,重新计算误差,重复迭代过程(求解—误差分析(收敛性判断)—自适应细化网格)直到满足收敛标准或达到最大迭代步数。

如果正在进行扫频,则对其他频点求解问题不再进一步细化网格。

三.实验设备(1)装有Windows系统的PC一台(自备)(2)AnsoftHFSS13软件(3)截图工具四.实验体会与建议通过本次实验课我们了解了Ansoft公司的HFSS高频仿真软件的基本特性和基本操作,并结合实际例子对一个缝隙耦合贴片天线进行了建模和仿真。

作为一个软件,学习它最好的办法就是经常使用它,由于课堂上的时间十分有限,这里介绍的都是基本的操作,对于其他的许多功能和定义,我们可以查找HFSS的帮助文件和用户手册。

在下一节课我们将进一步学习HFSS 的一些高级应用及实用技巧。

HFSS仿真工程实例 (微波器件)

HFSS仿真工程实例 (微波器件)

LR 10 lg 1 S21 j dB
2


(5-1-3)
滤波器的相位响应为
21 ArgS21 j
(5-1-4)
由此可得该网络的群延时响应为
d 21 d d
(5-1-5)
第5章工程实例 1.Butterworth响应 1930年,Butterworth提出了一类响应函数:


(5-1-11)
其中,ε =10LAr/10-1表示带内波纹系数。该响应在复平面上 的复极点为 2i 1 1 pi j cossinh j (5-1-12) 2n
1 1 1 sinh sinh n
(5-1-13)
第5章工程实例
来给出的高),由带外衰减给出模式k1的值:
L As
其中,LAs是阻带的衰减要求。
2 2 (5-1-19) 10 lg 1 10 lg 1 k2 1


第5章工程实例 (4)计算滤波器的节数n:
KK1 ' n K1 K '
(5-1-20)
其中,K是以k为模数的第一类完全椭圆积分 ;K′是以k的余 模数 k ' 1 k 2 为模数的第一类完全椭圆积分 ;K1 是以 k1 为 模 数 的 第 一 类 完 全 椭 圆 积 分 ;K1′ 是 以 k1 的 k1余 ' 模 1 数 k12 为模数的第一类完全椭圆积分。滤波器的节数选用大于n的 整数,为n+1。
(5-1-34)
在上面所述的准椭圆函数的构造方法中,必须对等波
纹系数进行适当的修正,以得到修正后的等波纹系数 ε 1。
修正波纹系数的方法有下面两种。 (1)取ω Fn导数为零的点,得到(-1,1)内各点的最大值α , 则

hfss仿真实验报告

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。

微波技术与天线实验5利用HFSS仿真分析波导膜片

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。

jBY=Y0Y(a)容性膜片(b)等效电路图1容性膜片及等效电路jBY=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(csc4bbbYBBgπλ==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'(cot2aaaYBB gπλ-==[]⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡+-+++-=y y y y y y S 222222 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)。

利用HFSS对六端口微波器件的仿真分析及优化设计

利用HFSS对六端口微波器件的仿真分析及优化设计

图 4 S11 随六面体半径和频率的变化曲线
对于尺寸相同的六端口微波器件, 中间的匹配 元件为圆柱体和六面体时, 均可使六端口微波器件 达到良好的匹配, 但后一种效果要好一些。
对于对称、互易、的六端口结, 中间的匹配元件
28 2008- 02
图 6 S11 随圆柱半径和频率的变化曲线
是 01 13 cm 时, 中心频率为 91 3 GH z, 对应的反射系 数较大, 匹配效果差; 圆柱体的半径是 01 25 cm 时, 中心频率为 91 2 GH z, 对应的 反射系数降低, 但在 91 6 GH z 处出现了 波动, 匹配 效果较差; 圆柱体的
1 六端口结的理论
对称六端口结的网络散射参数矩阵为[ 4] :
S11 S 12 S13 S 14 S15 S 16
S21 S 22 S23 S 24 S25 S 26
S31 S 32 S33 S 34 SS 42 S43 S 44 S45 S 46
S51 S 52 S53 S 54 S55 S 56
( Shandong D ez hou Science and T echnology P ro f es sional College, Dez hou 251200, China)
Abstract: H ig h- Fr equency St ruct ure Simulat or ( H F SS ) is used f or m icrow ave co mponents desig n, w hich has f riendly int erf ace and can reduce debug ging wo rkload throug h simulat ed calculat ion. In t his paper, t hr ee six- port w aveg uide part s is simulation desig ned and analysis by using H F SS, it 's S parameters have been got . Base on them, the opt im um desig n method is sug gest ed. Favo rable mat ch have been got in all w aveguide par ts.

HFSS微波仿真实验,实验报告六合一

HFSS微波仿真实验,实验报告六合一

HFSS微波仿真实验,实验报告六合⼀肇庆学院 12通信2班杨桐烁 4202 实验⼀ T形波导的内场分析和优化设计实验⽬的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T形波导的内场分析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。

实验步骤1、新建⼯程设置:运⾏HFSS并新建⼯程、选择求解类型、设置长度单位2、创建T形波导模型:创建长⽅形模型、设置波端⼝源励、复制长⽅体、合并长⽅体、创建隔⽚3、分析求解设置:添加求解设置、添加扫频设置、设计检查4、运⾏仿真分析5、查看仿真分析计算结果内场分析结果1、图形化显⽰S参数计算结果8.008.258.508.759.009.259.509.7510.00 Freq [GHz]0.130.250.380.500.630.75Y1TeeModalXY Plot 1ANSOFTCurve Infomag(S(P ort1,P ort1))Setup1 : Sw eep1mag(S(P ort1,P ort2))Setup1 : Sw eep1mag(S(P ort1,P ort3))Setup1 : Sw eep1图形化显⽰S参数幅度随频率变化的曲线2、查看表⾯电场分布表⾯场分布图3、动态演⽰场分布图T 形波导的优化设计实验原理利⽤参数扫描分析功能。

分析在⼯作频率为10GHz 时,T 形波导3个端⼝的信号能量⼤⼩随着隔⽚位置变量Offset 的变化关系。

利⽤HFSS 的优化设计功能,找出隔⽚的准确位置,使得在10GHz ⼯作频点,T 形波导商品3的输出功率是端⼝2输出功率的两倍。

微波技术与天线实验6利用HFSS仿真对称振子天线

微波技术与天线实验6利用HFSS仿真对称振子天线

增加对称振子馈电的理论描述表1 对称振子天线三维体模型名称形状顶点(x,y,z) (mm) 尺寸(mm) 材料arm1 圆柱体(0,0,0.5) radius=$r,height=$l Pec arm2 圆柱体(0,0,-0.5) radius =$r,height=-$l Pecairbox 长方体(-$lbd/3-$r,-$lbd/3-$r, -$lbd/3-$l) xsize=2*$lbd/3+2*$rysize=2*$lbd/3+2*$rzsize=2*$lbd/3+2*$lvacuum表2 对称振子天线二维面模型名称所在面形状顶点(mm) 尺寸(mm) 边界/源feed xz 矩形(-$r,0,-0.5) dx=2*$r, dz=1 Lumped port表3 变量表变量名变量初始值(mm)变量值(mm)$lbd 100$l 25 25 (50, 75, 100)$r 1 1 (2, 3, 4)1 新建工程并命名。

打开HFSS,新建工程,点击工具,将工程保存为dipole。

2 设置求解类型。

点击HFSS>Solution Type,选择Driven Terminal。

3 设置单位。

点击Modeler>Units,选择mm。

4 画对称振子的一支臂,形状为圆柱体,命名为arm1,材料设置为理想导体,半径设置为变量$r,臂长设置为变量$l。

将鼠标指向工具,出现文字“Draw cylinder”,点击,在画图窗口中拖动鼠标画出一个圆柱。

在图形左侧的窗口出现此工程的所有模型列表(如图1),“Solids”代表三维图形,“vacuum”代表图形内部填充材料为真空,“Cylinder1”为图形的缺省名字,“CreateCylinder”代表图形是圆柱体。

图1 模型列表双击Cylinder1,出现图形属性窗口“Properties:dipole”,将name项改为arm1。

点击material右边一栏中的Edit如图2(a),出现材料库如图2(b),按字母顺序找到pec,点击确定将振子臂材料改为pec(如图2(c))。

HFSS仿真实验报告样例

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。

南昌大学HFSS工程应用仿真实验报告:1~8

南昌大学HFSS工程应用仿真实验报告:1~8

《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:30学生姓名:陈佳日期: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护,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 1.28205 0.435231.28205 0.21309 1.282050.43523 1.28205 0.30764四、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 withgeometry 复选框选中。

(2)设置求解类型在菜单栏中点击HFSS>Solution Type>Drive n Model>OK.(3)设置模型单位在菜单栏中点击Modeler〉Un its>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,可以用Tab 键来切换。

HFSS仿真实验报告样例

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。

微波技术虚拟实验报告

微波技术虚拟实验报告
姓名:朱明忠07056109
成绩:
实验2 B 放大器非线性分析
设计要求:设计一放大器,分析其性能。
实验仪器:硬件:PC机,软件:Microwave Office软件
设计步骤:
(1)创建原理图, 添加元件,设置非线性端口激励,输入功率设置为Pwr=-20dbm,完成原理图
(2)添加图表,添加测量项,分析电路,观察功率输出频谱。
(2)计算滤波器的实际尺寸:微带线结构 高阻抗线,已知条件: ,计算 。再由 计算出长度,填入表格;低阻抗线 计算 ,再由 计算长度填入表格。
(3)完成电路,测量各特性指标 创建新原理图,工作频率保持不变完成后分析电路,观察所得曲线。激活实际结构滤波器原理图,观察二维布线图以及三维布线图。记录实际结构滤波器的优化结果。
试验4 集总元件滤波器的线性分析
设计要求:
设计一个电感输入式集总元件滤波器。已知 输入和输出端特性阻抗均为 。工作频率 。
(1)画出原理图,测量 参数(单位dB)与频率的关系曲线。
(2)调节元件值 观察 参数的相应变化。
(3)优化电路,使其满足 时,
时,
记录最终的优化结果:各元件值,便量值及曲线图。
确定滤波器的结构尺寸,测量滤波器的参数 。进行适当调节,使之达到最佳。记录滤波器的最终结构尺寸,总结设计调节经验。
实验仪器:硬件:PC机,软件:Microwave Office软件
设计步骤:
(1)确定原型滤波器 启动软件中的Wizard模块的Filter Synthesie Wizard 功能,输入各项技术指标,即可自带画出原型滤波器的原理图,各个元件值还可以进行优化。 依次选择Lowpass;Chebyshev;在参数定义页,设置N=5,FC=2.2,PP:Ripple(db),PV=0.2,RS=50,RL=50再依次选择Ideal Electrical Model;Lumped Element;Shunt Element First;最后生成名为Filter的原型滤波器的原理图,以及相关的测量图,优化项。将变量名C0 改为Ca,C1 改为Cb ,相应地改变电路中的值,设置工作频率(1~5GHz),分析即得滤波器相应图,包括S参数。 优化 重新设置优化目标: 。进行优化。 优化后将结果填入表1

微波技术实验报告

微波技术实验报告

微波技术与天线实验报告姓名:###学号:##########班级:0902501班指导教师:###院系:信息与电气工程学院ANSOFT HFSS软件的使用与魔T的仿真一、实验内容1、下载并且安装ANSOFT HFSS软件10.0版本;2、学习使用该软件;3、仿真魔T;4、写出仿真使用后的报告。

二、软件介绍与使用1、Ansoft HFSS设计环境用于元件模型设计有以下特性:三维造型◆基元:长方体;◆布尔操作:合并、转录;激励◆接口:波端口;分析◆扫描:高频扫描;结果◆笛卡尔测绘;场◆三维场描绘、动画2、Ansoft HFSS软件设置步骤如下:✧打开Ansoft HFSS V10.0,点击TOLLS栏进行软件仿真设置;✧点击Options中的HFSS Options,在General选项卡中将"Use wizards for datainput when creating new boundary"和"Duplicate boundaries with geometry"前的复选框打钩,点击OK;✧点击Options中的3D Modeler Options,在Operation选项卡中将"Automaticallycover closed ployline"前的复选框打钩,在Drawing选项卡中将"Edit property ofnew primitives"前的复选框打钩,点击OK;三、仿真魔T1、创建三维模型✧设置模型单位点击3D Modeler,选择Units,设置单位为"mm",点击OK;✧设置默认材料在3D Modeler Materials Tollbar中选择材料类型为vacuum;✧设置第一个模块参数点击Draw中Box,设置起始坐标为X:-25.0,Y:-10.0,Z:0.0,按下回车,接着输入相对坐标dX:50.0,dY:20.0,dZ:75.0,按下回车,按快捷键Ctrl+D,使模块以适当大小显示在屏幕内;✧设置波端口激励点击Edit栏Select中Faces,选择模块的顶面(Z=75.0),点击HFSS栏Excitations=>Assign中的Wave Port,打开Wave Port对话框,输入名称为p1,Next=>Next=>Finish,完成对波端口激励的设置;✧更改选择目标点击Edit栏Select中的Object,完成设置;✧创建第二个模块按下Ctrl+A选择全部可视,点击Edit栏Duplicate中Around Axis,使第一个模块按轴线旋转复制,选择Axis为X轴,设置角度为90度,点击OK;✧创建第三、四个模块点击Edit栏Select中Select By Name,选择第二个模块同样绕Z轴旋转90度复制,再以第三个模块绕绕Z轴旋转90度复制获得最终模型;✧组合所有模块按下Ctrl+A选择全部模块,点击3D Modeler栏Boolean中Unites,将所有模块合并,Ctrl+D使模块以适当大小显示在屏幕内,模型如下图所示;✧边界显示设置保存工程,点击HFSS栏中Boundary Display(Solve view),选择要显示的边界,outer为背景显示(图中蓝色边界),黑、红、绿、黄分别分边界p1、p2、p3、p4的边界显示;点击View栏Active View Visibility ...,将所有实体隐藏,只显示边界,如下图所示:2、分析设置✧创建一个分析设置点击HFSS栏Analysis Setup中Add Solution Setup...,在General选项卡中设置频率为4GHz,最大量程为5,最大增量为0.02,点击OK;✧添加频率扫描点击HFSS栏Analysis Setup中Add Sweep...,选择要设置项Setup1,点击OK进入Edit Sweep对话框,选择扫描类型为Fast,设置频率类型为Linear Count,开始频率为3.4GHz,停止频率为4.0GHz,计数1001次,在Save Fields前的复选框打钩,点击OK;✧保存工程点击File栏Save As,更改工程名为hfss_magic_T,点击Save;3、分析✧模型验证点击HFSS栏Validation Check进行检查验证,没有错误时点击Close;✧分析点击HFSS栏Analysis All,进行分析;4、生成报告生成S参数扫描和自适应通道报告:✧创建一个报告点击HFSS栏Results中Create Report...,选择报告类型为Modal Solution Data,选择显示类型为Rectangular Plot,点击OK;✧在Traces对话框中选择Solution为Setup1:Adaptive_1,在X选项卡中将"UsePrimary Sweep"前的对勾取消掉,Category栏中选Variables,Quantity栏中选Pass;✧在Y选项卡中,Category栏中选S Parameter,Quantity栏中选S(p1,p1)到S(p4,p4),Fuction栏中选择dB,点击Add Trace,然后点击Done;生成S参数扫描报告:✧创建一个报告点击HFSS栏Results中Create Report...,选择报告类型为Modal Solution Data,选择显示类型为Rectangular Plot,点击OK;✧在Traces对话框中选择Solution为Setup1:Sweep1,Domain中选择Sweep;✧在X选项卡中将"Use Primary Sweep"前的对勾取保留;✧在Y选项卡中,Category栏中选S Parameter,Quantity栏中选S(p1,p1)到S(p4,p4),Fuction栏中选择dB,点击Add Trace,然后点击Done;5、动态仿真创建叠加场:✧选择一个实体,点击Edit栏Select中By Name,选择实体名Box_1,点击OK;点击HFSS栏Fields=>Feilds=>E=>Mag_E;在Creat Field Plot对话框中Solution中选择Setup1:LastAdaptive,Quantity栏中选择Mag_E,In Volume栏中选择All;点击Done;✧点击HFSS栏Fields=>Modify Plot Attributes...,在Select Plot Folder对话框中选择E_Field,点击OK;在[hfss_magic_T]HFSSDesign1--E Field对话框中,选择Plots选项卡,在Scalar plot中选择IsoValSurface,点击Apply;点击Close;场动画显示:✧点击View栏Animate...,在Swept Variable对话框中设置参数,Swept Variable为Phase,Start为0deg,Stop为180deg,Step三维9,点击Close,完成动画显示。

hfss仿真实验报告

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。

微波技术与天线仿真实验报告

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。

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肇庆学院 12通信2班杨桐烁 4202 实验一 T形波导的内场分析和优化设计实验目的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T形波导的内场分析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。

实验步骤1、新建工程设置:运行HFSS并新建工程、选择求解类型、设置长度单位2、创建T形波导模型:创建长方形模型、设置波端口源励、复制长方体、合并长方体、创建隔片3、分析求解设置:添加求解设置、添加扫频设置、设计检查4、运行仿真分析5、查看仿真分析计算结果内场分析结果1、图形化显示S参数计算结果8.008.258.508.759.009.259.509.7510.00Freq [GHz]0.130.250.380.500.630.75Y1TeeModalXY Plot 1ANSOFTCurve Infomag(S(P ort1,P ort1))Setup1 : Sw eep1mag(S(P ort1,P ort2))Setup1 : Sw eep1mag(S(P ort1,P ort3))Setup1 : Sw eep1图形化显示S参数幅度随频率变化的曲线2、查看表面电场分布表面场分布图3、动态演示场分布图T 形波导的优化设计实验原理利用参数扫描分析功能。

分析在工作频率为10GHz 时,T 形波导3个端口的信号能量大小随着隔片位置变量Offset 的变化关系。

利用HFSS 的优化设计功能,找出隔片的准确位置,使得在10GHz 工作频点,T 形波导商品3的输出功率是端口2输出功率的两倍。

实验步骤1、 新建一个优化设计工程2、 参数扫描分析设置和仿真分析:添加参数扫描分析项、定义输出变量、运行参数扫描分析3、 优化设计:添加优化变量、添加目标函数、设置优化变量的取值范围、运行优化分析。

实验结果1、 创建功率分配随变量Offset 变化的关系图0.000.200.400.600.80 1.00Offset [in]0.000.200.400.600.801.00p o w e rpower range with offsetHFSSDesign1XY Plot 4Curve Info pow er11Setup1 : LastAdaptive Freq='10GHz'pow er21Setup1 : LastAdaptive Freq='10GHz'pow er31Setup1 : LastAdaptive Freq='10GHz'输出变量随变量Offset变化的关系图分析:从上图所示的图可以看出,当变量Offset值逐渐变大时,即隔片位置向端口2移动时,端口2的输出功率逐渐减小,端口3的输出功率逐渐变大;当隔片位置变量Offset超过英寸时,端口1的反射明显增大,端口3的输出功率开始减小。

因此,在后面的优化设计中,可以设置变量Offset优化范围的最大值为英寸。

同时,在Offset=英寸时,端口3的输出功率约为,端口2的输出功率略大于,此处端口3的输出功率约为端口2输出功率的两倍。

因此,在优化设计时,可以设置变量Offset的优化初始值为英寸。

另外,变量Offset优化范围的最小值可以取0英寸。

优化设计结果实验总结通过本次HFSS 天线仿真实验,使我更加真实、贴切的了解天线的原理和用途。

生活中我们可以见到各种奇形怪状的天线,却不知其意义何在。

在这次实验过程中,我不停的操作、翻阅资料、上网查阅文献,对天线仿真设计的各个环节有了一个较为清楚的认识,对天线的各种参数也有了具体的理解,这些东西对以后的相关学习和研究打下了基础。

实验二 HFSS仿真对称振子天线实验目的1、熟悉并掌握HFSS的工作界面、操作步骤及工作流程。

2、掌握对称振子天线的设计方法、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、截图软件实验步骤1、新建一个优化设计工程2、参数扫描分析设置和仿真分析:添加参数扫描分析项、定义输出变量、运行参数扫描分析3、优化设计:添加优化变量、添加目标函数、设置优化变量的取值范围、运行优化分析。

实验数据$r1 1 (2, 3, 4)实验步骤1、新建一个优化设计工程2、参数扫描分析设置和仿真分析:添加参数扫描分析项、定义输出变量、运行参数扫描分析3、优化设计:添加优化变量、添加目标函数、设置优化变量的取值范围、运行优化分析。

实验步骤1.打开HFSS,新建工程,将工程保存为dipole。

2 设置求解类型。

3 设置单位。

4 画对称振子的一支臂,形状为圆柱体,命名为 arm1,材料设置为理想导体,半径设置为变量$r,臂长设置为变量$l。

5 画馈电模型,形状为zx面上的矩形,命名为feed,设置为lumped port激励方式。

6 画辐射箱,命名为airbox,形状为长方体,材料为真空,边界条件为radiation。

7 设置求解频率3GHz,扫频1-5GHz。

8 检查及运行计算9 画电流分布10 画S参数曲线11 画阻抗曲线12 画方向图13 扫描变量$l实验结果图airbox及天线图振子上电流幅度分布图 |S|曲线11图24阻抗曲线。

图29 二分之一波长对称振子三维增益图图二分之一波长对称振子E面方向图图 S参数随$r变化曲线图36 $r=2mm,S参数随$l变化曲线图39 扫描变量$l得到的方向图实验三 HFSS 微带天线仿真设计实验目的1、熟悉并掌握HFSS的工作界面、操作步骤及工作流程。

2、掌握微带天线仿真设计原理和方法。

实验仪器1、装有windows 系统的PC 一台2、或更高版本软件3、截图软件实验原理微带天线的辐射机理实际上是高频的电磁泄漏。

一个微波电路如果不是被导体完全封闭,电路中的不连续处就会产生电磁辐射。

例如微带电路的开路端,结构尺寸的突变、折弯等不连续处也会产生电磁辐射(泄漏)。

当频率较低时,这些部分的电尺寸很小,因此电磁泄漏小;但随着频率的增高,电尺寸增大,泄漏就大。

再经过特殊设计,即放大尺寸做成贴片状,并使其工作在谐振状态。

辐射就明显增强,辐射效率就大大提高,而成为有效的天线。

实验步骤1、创建微带天线模型:设置默认的长度单位、建模相关选项设置、添加和定义设计变量、创建介质基片、创建辐射贴片、创建参考地、创建同轴馈线的内芯、创建信号传输端口面2、设置边界条件和激励:设置边界条件、设置辐射边界条件、设置端口激励3、求解设置:求解频率和网格剖分设置、扫频设置4、设计检查和运行仿真分析:设计检查、运行仿真分析5、参数扫描分析:添加参数扫描分析项、运行参数扫描分析、查看分析结果6、查看仿真分析结果实验结果1、查看天线回波损耗分析:从图中可以看出设计的微带天线谐振频率在附近,且在频点上的回波损耗值为左右。

2、分析谐振频率随辐射贴片长度L0的变化关系分析:从图中可以看出,随着长度L0值的增加,天线的谐振频率逐渐降低。

当L0=时,谐振频率为;当L0=28mm时,谐振频率为;所以谐振频率对应的L0长度介于~。

3、分析谐振频率随辐射贴片长度W0的变化关系分析:从上图所示分析结果可以看出,辐射贴片宽度W0由30 mm变化到40 mm 时,天线的谐振频率变化很小,即天线的谐振频率不随辐射贴片宽度变化而变化。

实验总结通过本次HFSS 天线仿真实验,使我更加真实、贴切的了解天线的原理和用途。

生活中我们可以见到各种奇形怪状的天线,却不知其意义何在。

在这次实验过程中,我不停的操作、翻阅资料、上网查阅文献,对天线仿真设计的各个环节有了一个较为清楚的认识,对天线的各种参数也有了具体的理解,这些东西对以后的相关学习和研究打下了基础。

实验四半波偶极子天线仿真实验报告实验目的1、学会简单搭建天线仿真环境的方法,主要是熟悉日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实验仪器1、装有windows系统的PC一台2、HFSS3、截图软件实验原理首先明白一点: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。

,长度为I。

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=21。

对称振子的长度与波长相比拟,本身己可以构成实用天线。

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;IC=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。

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5、方向函数实验步骤1、设计变量(以表格的形式列出来)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、创建偶极子天线模型,即圆柱形的天线模型。

(模型截图贴在下面)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。

设置端口激励(附以截图)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(截图)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。

这里创建一个沿Z轴放置的圆柱模型,材质为空气。

把圆柱体的表面设置为辐射边界条件。

外加激励求解设置分析的半波偶极子天线的中心频率在3G日z,同时添加 G日:^ G日:频段内的扫频设置,扫频类型为快速扫频。

6、设计检查和运行仿真计算7、HFSS天线问题的数据后处理(截图,并做相应的说明)具体在实验结果中阐释。

实验结果1、回波损耗S11回波损耗回波损耗是电缆链路由于阻抗不匹配所产生的反射,是一对线自身的反射,是天线设计需要关注的参数之一。

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