HFSS 矩形微带贴片天线的仿真设计报告

基于H F S S矩形微带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7.55GHz

天线结构尺寸如表所示：

名称起点尺寸类型材料

Sub 0，0，0 28.1，32，

-0.79 Box Rogers 5880

（tm）

GND 0，0，-0.79 28.1，32，

-0.05

Box pec

Patch 7.03 , 8 , 0 12.45 , 16,

0.05

Box pec

MSLine 10.13,0,-0.

79 2.49 , 8 ,

0.05

Box pec

Port 10.13,0,-0.

79

2.49 ,0, 0.89 Rectangle

Air -5,-5,-5.79 38.1 , 42,

10.79

Box Vacumn

一、新建文件、重命名、保存、环境设置。

（1）、菜单栏File>>save as,输入Antenna，点击保存。

（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：3D 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)点击创建GND,起始点：x:0，y:0，z:-0.79，dx:28.1,dy:32,dz:-0.05

修改名称为GND, 修改材料属性为 pec，

(2)介质基片：点击，：x:0，y:0，z:0。dx: 28.1，dy: 32，dz: - 0.794，修改名称为Sub，修改材料属性为Rogers RT/Duriod 5880，修改颜色为绿色，透明度0.4。

点击OK

(3) 建立天线模型patch，

点击，x:7.03,y: 8, z:0 ，dx: 12.45，dy: 16，dz: 0.05

命名为patch，点击OK。

(4) 建立天线模型微带线MSLine

点击，x:10.13,y: 0, ,z: 0 ， dx:2.46，dy: 8，dz: 0.05，

命名为MSLine，材料pec, 透明度0.4

选中Patch和MSLine，点击Modeler>Boolean>Unite

（5）、建立端口。创建供设置端口用的矩形，该矩形连接馈线与地。Modeler>Grid Plane>XZ，或者设置

点击，创建Port。命名为port

双击Port下方CreatRectangle

输入：起始点：x: 10.13，y: 0，z:- 0.84，尺寸： dx:2.46，dy: 0，dz: 0.89

（6）、创建Air。

点击，x:-5，y:-5，z:-5.79， dx:38.1, dy:42, dz:10.79

修改名字为Air，透明度0.8.

,

三、设置边界条件和端口激励。

（1）设置理想金属边界：选择GND，右击Assign Boundaries>>Perfect E

将理想边界命名为：PerfE_GND，，点击OK。

（2）、设置边界条件：选择Port，点击Assign Boundaries>>Perfect E

在对话框中将其命名为PerfE_Patch ，点击OK。

（3）、设置激励。选中port，右击。Assign Excitations>>Lumped Port

将端口命名为Port1，勾选GND。点击OK。

（4）、设置辐射边界。

选中Air，右击Assign Boundaries>>Radiation，

命名为Rad1，点击OK。

四、求解设置，设置求解频率。

（1）、求解设置

右击Analysis >> Add Solution Setup

Solution Frequency: 7.55GHz，Maximum Number of Passes: 15，Maximum Delta S per Pass: 0.02 ,点击确定。

（2）、设置求解频率

右击Setup1，>>Add Frequency Sweep

选择Setup1，Sweep Type: Fast， Frequency Setup Type: Linear Count，Start:6GHz，Stop:9GHz，step size: 0.01，选中Save Field复选框 ,点击OK。

（3）、设置无限大球面。

右击Radiation>Insert Far Field Setup>Infinite Sphere

Phi: Start: 0deg，Stop: 360deg，Step: 10deg Theta: Start: 0deg，Stop: 180deg，Step: 10deg

五、设计检查与分析。

点击，点击Close 。

右击Analyse>>Analye All 。

进程框

信息管理框，显示结果。

六、 后处理操作

（1）、 S 参数

右击Result>>Create Terminal solution data Report>>rectangle Plot

Report Type: Modal S Parameters;Display Type: Rectangle ，在Trace 窗口中设置，Solution: Setup1: Sweep1，Domain: Sweep ，点击Y 标签，Category: S parameter ，Quantity: S(p1,p1)，Function: dB.

点击New Report.

(2)、Smith 圆图

右击Result>>Create Terminal solution data Report>>Smith chart

如下图选择

点击New Report.

(3)、平面方向图

右击Radiation >>insert Far Field Setup>>Infinite sphere. 如下设置

右击result>>created far fileds report>>radiation pattern 如图设置分别选择XOY,Gain,GainTotal,dB.

点击New Report.

（4）、3D 远场增益方向图。

右击Results>Create Far Fields Report>>Radiation Pattern.

在Trace 窗口中设置：Solution: Setup1: LastAdptive ，在Sweeps 标签中，在Name 中点击变量Phi ，在下拉菜单中选择Theta ，Category: Gain ；Quantity: Gain Total ；Function: dB.