XFDTD v7.0 培训案例教程(单极子天线)
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1.6 生成网格
，打开
双击项目树
中的
1.7 添加激励
按钮，会自动生成网格并弹出网格视图。
我们将在单极子天线的底部添加一个激励
，该激励包括一个电压源和一
个串联的 50 欧的源阻抗，然后我们设置该激励的波形为
。
项目树中右键单击
，选择 New Circuit Component
> New Feed Definition
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XFDTD v7.0 案例培训教程
密级 共 20 页
XFDTD v7.0 案例培训教程
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XFDTD v7.0 案例培训教程
目录
1 案例 03：单极子天线 ...............................................................................................................3 1.1 开始起步 ...........................................................................................................................4 1.2 工程参数化 ........................................................................................................................4 1.3 单极子天线创建.................................................................................................................4 1.3.1 金属块创建 .................................................................................................................5 1.3.2 单极子创建 .................................................................................................................6 1.4 材料创建 ...........................................................................................................................8 1.4.1 分配材料.....................................................................................................................9 1.5 网格划分 .........................................................................................................................10 1.6 生成网格 .........................................................................................................................11 1.7 添加激励 .........................................................................................................................11 1.8 编辑波形 .........................................................................................................................12 1.9 定义外部边界条件 ...........................................................................................................13 1.10 要求输出参数 ..................................................................................................................14 1.11 运行仿真 .........................................................................................................................15 1.12 查看结果 .........................................................................................................................15
2 关于未尔 ................................................................................................................................20
第2页，共20页
XFDTD v7.0 案例培训教程
图 8 确定单极子天线的起点
在 Presets 的下拉菜单中，选择 ZX Plane，以调整绘图平面的方向
图 9 选择便于绘制单极子天线的平面方向
切换到 Edit Wire Body 标签，并在 Name 栏中输入“Monopole”
在视图工具栏中选择
方向
选择直线绘图工具
点击红色轴线和绿色轴线的交点，进而确定单极子天线的起始端点
在弹出的对话框内输入“length”，该边的长度便与变量 length 的值相等 按 Enter 键以确定尺寸限定
图 4 矩形的尺寸限定
同样方法，限定矩形的底边长度为“width”，2 维横截面的尺寸如图 5 所示
第5页，共20页
XFDTD v7.0 案例培训教程
图 5 金属块底面的长宽尺寸限定
XFDTD v7.0 案例培训教程
图 10 限定单极子天线的长度
点击 Done 完成单极子天线创建
1.4 材料创建
定义材料
右键点击项目树中的
>
Definition 输入 PEC 材料属性
NAME：PEC Electric：Perfect Conductor Magnetic：Freespace 还可以修改 PEC 材料的显示颜色
，选择 New Material
第8页，共20页
XFDTD v7.0 案例培训教程
1.4.1 分配材料
图 11 调整 PEC 材料颜色
在工程管理中，单击材料并拖拽到几何结构所在的工程管理列表上方 分配好材料后，项目树将显示如下：
模型窗口显示如下：
图12 材料分配
第9页，共20页
XFDTD v7.0 案例培训教程
1.5 网格划分
图 13 单极子天线模型
下面，我们将定义网格特性，以保证计算的精度。
在项目树中双击
>
，打开网格设置对话框
设置网格属性
BASE CELL SIZES：TARGET “1.67 mm”，MERGE “0.8”，选择
RATIO 选项
FREE SPACE PADDING：在 -Z 方向设置为 0，其他方向设置为 20
图 2 参数变量赋值
单击 Apply 按钮，将定义好的这些变量及其参数值应到用工程中
1.3 单极子天线创建
第4页，共20页
XFDTD v7.0 案例培训教程
1.3.1 金属块Fra Baidu bibliotek建
首先，我们将通过前面定义好的参数变量“width”、“length”和 “height”创 建矩形衬底块，并且衬底沿+Z 方向进行拉伸。
工具进行创
右键单击项目树中的 在视图工具栏中选择 在
，选择 标签栏的
>
：
菜单下，选择 Simple Plane
图 7 单极子天线拉伸属性设置
第6页，共20页
XFDTD v7.0 案例培训教程
将鼠标（无需按键）拖到金属块的上表面上，然后按住 C 键，将单极子天线 的起点定在该面的中心，单击此位置以确定。
右键单击项目树中的
，选择
>
：
图 3 选择拉伸建模工具
将矩形命名为 Box 点击图形工具栏上的矩形按钮 ，在绘图平面内随便绘制一个矩形（注意：
此时尺寸及位置并不重要） 在 Constrains 工具栏上选择 Distance 工具
单击矩形的左侧边框（鼠标移至边框时，边框呈现蓝色），然后将鼠标略 微左移，再次单击
第3页，共20页
XFDTD v7.0 案例培训教程
1.1 开始起步
本节主要介绍了如何设置单极子天线工程的单位： 右键打开 Project properties，在弹出的对话框中切换到 Display Units： 在 Unit Set 的下拉列表中选择 SI Metric 将长度单位调整为 millimeters (mm) 注意到更改设置后，Unit Set 会自动变成 Custom。设置好之后，单击 done。
转到
标签栏下，在 Extrude Distance 栏内输入“height”作为拉伸
长度，拉伸方向为+Z 方向
图 6 拉伸属性设置
点击 Done 按钮，完成金属块 Box 的参数化建模
1.3.2 单极子创建
本例中，单极子天线位于金属块 Box 顶面的中心，采用 建，长度定义为变量“wirelength”。
定义激励端点
图 15 为该工程添加激励
端点 1：放大线与金属块交点所在区域，使用工具
，点击线的底
部端点，并在对话框中的 Z 方向上输入“height”
图 14 设置网格大小及计算区域扩展
单击 Done 完成网格设置
模型中添加 Fix Points
第10页，共20页
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右键单击项目树中 Parts 分支下的 Box 实体，选择 网格设置对话框 选中 Use Automatic Fix Points 选项
单击 Done 完成设置，关闭对话框
沿金属块 Box 顶面法向方向，随便点击一点，以确定天单极子线方向
选择 Geometry 左上角的选择工具 ，右键单击线的起始端点，并选择 Lock
Position 选择 Constraints 工具栏下的 Distance 工具，并限定单极子天线的长度为
“wirelength”
第7页，共20页
1.2 工程参数化
本案例中，我们将单极子天线的几何尺寸参数化，以便于在 Parameters 浏览窗口 中改变尺寸参数值。
打开右上方的
工作窗口，点击 按钮，添加一个参数变量：
Name: width Formular: 60 mm
Description: width (x-direction) of Box 同样方法，按照图 2，陆续添加参数变量“length”、“height”和“length”
1 案例 03：单极子天线
图 1 单极子天线模型
通过这个案例，您将会学到： 使用实体建模方法创建单极子天线 定义天线工作环境属性 设置天线激励并仿真计算 在金属盒外表面设置表面电流监视器并查看计算出来的表面电流结果 计算结束后通过后处理得到远场结果 此案例中，单极子天线与金属盒相连接，并在连接处添加激励，计算 1.47GHz 频 率下的辐射场。
，打开
双击项目树
中的
1.7 添加激励
按钮，会自动生成网格并弹出网格视图。
我们将在单极子天线的底部添加一个激励
，该激励包括一个电压源和一
个串联的 50 欧的源阻抗，然后我们设置该激励的波形为
。
项目树中右键单击
，选择 New Circuit Component
> New Feed Definition
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1 案例 03：单极子天线 ...............................................................................................................3 1.1 开始起步 ...........................................................................................................................4 1.2 工程参数化 ........................................................................................................................4 1.3 单极子天线创建.................................................................................................................4 1.3.1 金属块创建 .................................................................................................................5 1.3.2 单极子创建 .................................................................................................................6 1.4 材料创建 ...........................................................................................................................8 1.4.1 分配材料.....................................................................................................................9 1.5 网格划分 .........................................................................................................................10 1.6 生成网格 .........................................................................................................................11 1.7 添加激励 .........................................................................................................................11 1.8 编辑波形 .........................................................................................................................12 1.9 定义外部边界条件 ...........................................................................................................13 1.10 要求输出参数 ..................................................................................................................14 1.11 运行仿真 .........................................................................................................................15 1.12 查看结果 .........................................................................................................................15
2 关于未尔 ................................................................................................................................20
第2页，共20页
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图 8 确定单极子天线的起点
在 Presets 的下拉菜单中，选择 ZX Plane，以调整绘图平面的方向
图 9 选择便于绘制单极子天线的平面方向
切换到 Edit Wire Body 标签，并在 Name 栏中输入“Monopole”
在视图工具栏中选择
方向
选择直线绘图工具
点击红色轴线和绿色轴线的交点，进而确定单极子天线的起始端点
在弹出的对话框内输入“length”，该边的长度便与变量 length 的值相等 按 Enter 键以确定尺寸限定
图 4 矩形的尺寸限定
同样方法，限定矩形的底边长度为“width”，2 维横截面的尺寸如图 5 所示
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图 5 金属块底面的长宽尺寸限定
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图 10 限定单极子天线的长度
点击 Done 完成单极子天线创建
1.4 材料创建
定义材料
右键点击项目树中的
>
Definition 输入 PEC 材料属性
NAME：PEC Electric：Perfect Conductor Magnetic：Freespace 还可以修改 PEC 材料的显示颜色
，选择 New Material
第8页，共20页
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1.4.1 分配材料
图 11 调整 PEC 材料颜色
在工程管理中，单击材料并拖拽到几何结构所在的工程管理列表上方 分配好材料后，项目树将显示如下：
模型窗口显示如下：
图12 材料分配
第9页，共20页
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1.5 网格划分
图 13 单极子天线模型
下面，我们将定义网格特性，以保证计算的精度。
在项目树中双击
>
，打开网格设置对话框
设置网格属性
BASE CELL SIZES：TARGET “1.67 mm”，MERGE “0.8”，选择
RATIO 选项
FREE SPACE PADDING：在 -Z 方向设置为 0，其他方向设置为 20
图 2 参数变量赋值
单击 Apply 按钮，将定义好的这些变量及其参数值应到用工程中
1.3 单极子天线创建
第4页，共20页
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1.3.1 金属块Fra Baidu bibliotek建
首先，我们将通过前面定义好的参数变量“width”、“length”和 “height”创 建矩形衬底块，并且衬底沿+Z 方向进行拉伸。
工具进行创
右键单击项目树中的 在视图工具栏中选择 在
，选择 标签栏的
>
：
菜单下，选择 Simple Plane
图 7 单极子天线拉伸属性设置
第6页，共20页
XFDTD v7.0 案例培训教程
将鼠标（无需按键）拖到金属块的上表面上，然后按住 C 键，将单极子天线 的起点定在该面的中心，单击此位置以确定。
右键单击项目树中的
，选择
>
：
图 3 选择拉伸建模工具
将矩形命名为 Box 点击图形工具栏上的矩形按钮 ，在绘图平面内随便绘制一个矩形（注意：
此时尺寸及位置并不重要） 在 Constrains 工具栏上选择 Distance 工具
单击矩形的左侧边框（鼠标移至边框时，边框呈现蓝色），然后将鼠标略 微左移，再次单击
第3页，共20页
XFDTD v7.0 案例培训教程
1.1 开始起步
本节主要介绍了如何设置单极子天线工程的单位： 右键打开 Project properties，在弹出的对话框中切换到 Display Units： 在 Unit Set 的下拉列表中选择 SI Metric 将长度单位调整为 millimeters (mm) 注意到更改设置后，Unit Set 会自动变成 Custom。设置好之后，单击 done。
转到
标签栏下，在 Extrude Distance 栏内输入“height”作为拉伸
长度，拉伸方向为+Z 方向
图 6 拉伸属性设置
点击 Done 按钮，完成金属块 Box 的参数化建模
1.3.2 单极子创建
本例中，单极子天线位于金属块 Box 顶面的中心，采用 建，长度定义为变量“wirelength”。
定义激励端点
图 15 为该工程添加激励
端点 1：放大线与金属块交点所在区域，使用工具
，点击线的底
部端点，并在对话框中的 Z 方向上输入“height”
图 14 设置网格大小及计算区域扩展
单击 Done 完成网格设置
模型中添加 Fix Points
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右键单击项目树中 Parts 分支下的 Box 实体，选择 网格设置对话框 选中 Use Automatic Fix Points 选项
单击 Done 完成设置，关闭对话框
沿金属块 Box 顶面法向方向，随便点击一点，以确定天单极子线方向
选择 Geometry 左上角的选择工具 ，右键单击线的起始端点，并选择 Lock
Position 选择 Constraints 工具栏下的 Distance 工具，并限定单极子天线的长度为
“wirelength”
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1.2 工程参数化
本案例中，我们将单极子天线的几何尺寸参数化，以便于在 Parameters 浏览窗口 中改变尺寸参数值。
打开右上方的
工作窗口，点击 按钮，添加一个参数变量：
Name: width Formular: 60 mm
Description: width (x-direction) of Box 同样方法，按照图 2，陆续添加参数变量“length”、“height”和“length”
1 案例 03：单极子天线
图 1 单极子天线模型
通过这个案例，您将会学到： 使用实体建模方法创建单极子天线 定义天线工作环境属性 设置天线激励并仿真计算 在金属盒外表面设置表面电流监视器并查看计算出来的表面电流结果 计算结束后通过后处理得到远场结果 此案例中，单极子天线与金属盒相连接，并在连接处添加激励，计算 1.47GHz 频 率下的辐射场。