HFSS矩形微带贴片天线的仿真设计报告
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基于HFSS 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.
点击New Report.
（5）、其他参数
右击Radiation>>Infinite sphere>>computer antenna parameters
设置如下
点击确定
结果分析：
S参数的结果与理论结果基本一致，中心频率在7.55左右，参数还能优化。
2D辐射远场则从360度范围内反映了实验天线在各个方向的辐射强度