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2、为 gnd。 创建同轴馈线的内芯 创建一个圆柱体作为同轴馈线的内芯,圆柱体的半径为 0.6mm,长 度 为 h ,圆 柱 体底部圆心坐标为（l1,0,0),材质为志向导体,并将同轴馈线命名为 feed。 创建信号传输端口面 同轴馈线须要穿过参考地面来传输信号能量。因此,须要在参考地面gnd上开一个圆孔允许能量传输。首先在参考地面gnd上创建一个半径为1.5mm、圆心坐标为(l1,0,0)的圆面,并将其命名为 pot。然后再执行相减操作,运用参考地面 gnd 减去圆面 pot,从而在参考地面 gnd 上开出一个圆孔。 创建圆面 port。 从主菜单栏中选择circle吩咐,进入创建圆面的状态,在
3、三维模型窗口中创建一个随意大小的圆面。新建的圆柱体会添 加到操作历史树的 sheets 节点下,其默认的名称为 circle1。 运用相减操作在参考地面挖一个圆孔。 按住 ctrl 键的同时分别单击操作历史树 sheets 节点下的 gnd 和 port 选项,选中这 两个平面。然后从主菜单栏中选择- 吩咐,或者单击工具栏上的 e3 按钮,打开 subtract 对话框。确认对话框中的 blank parts 列表框中显示的是 gnd,tool parts 列表框中显示的是pot,表明运用参考 地模型 gnd 减去圆面模型 pot。同时,为了保留圆面 pot,须要选中对话框中的 clone t
4、ool objects before operation 复选框。最终单击 ok 按钮,执行相减操作,即可。 3、设置边界条件(1）设置志向边界条件 把辐射贴片 patch 和参考地 gnd 设置为志向导体边界 选中平面模型 patch,然后单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择-吩咐,打开志向导体边界条件设置对话框,在该对话框中保留默认设置不变,干脆单击按钮,即可设置平面 patch 为理 想导体边界条件。志向导体边界条件的默认名称 perffi1 会 自 动 添 加 到 工 程 树 的 boundaries 节点下。此时,平面 patch 等效于一个志向导风光。 （2）设置辐射边界条件 在
5、hfss 中辐射边界表面距离辐射体通常须要不小于 1/4 个工作波长,在 2.45ghz 工作频率下的 1/4 个工作波长为 30mm,设计中我们定义了变量 试验五：同轴馈电矩形微带天线设计 一、试验目的 1、学习在 ansoft hfss 软件中仿真设计,娴熟驾驭仿真环境。 2、学习同轴馈电矩形微带天线的原理,设计出同轴馈电矩形微带天线的模型。 3、仿真分析,给出天线的各项性能参数。 二、试验原理 矩形微带天线的 hfss 设计模型如图 1 所示。模型的中心位于坐标原点,辐射 贴片的长度方向是沿着 x 轴方向,宽度方向是沿着 y 轴方向。介质基片的大小是辐射贴片的 2 倍,参考地和辐射贴片运
6、用志向薄导体来代替,在 hfss 中通过给一个二维平面模型安排志向导体边界条件的方式来模拟志向薄导体。因为运用 50ohm 同轴线馈电,所以这里运用半径为 0.6mm、材质为志向导体（pec)的圆柱体模型来模拟同轴 馈线的内芯。圆柱体与 z 轴平行放置,其底面圆心坐标为(l1,0,0)。圆柱体顶部与辐 射贴片相接,底部与参考地相接,则其高度为 h。在与圆柱体相接的参考地面上须要 挖出一个半径为 1.5mm 的圆孔,将其作为信号输入输出端口,该端口的激励方式设置为集总端口激励,端口归一化阻抗为 50ohm。 length 来表示 1/4 个工作 波长。在这里首先创建一个长方体模型,长方体的底面和
7、介质基片底面距离 10mm,其他 表面和辐射贴片的距离为 1/4 个工作波长,然后再把该长方体的表面设置为辐射边界。 4、设置端口激励 因为同轴线馈电端口在设计模型的内部,所以须要运用集总端口激励。在设计中, 我们可以把端口平面 pot 设置集总端口激励,端口阻抗设置为 50ohm。 5、求解设置(1)求解频率和网格剖分设置 设置求解频率为 2.45ghz,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 扫频类型选择快速扫频,扫频频率范围 1.5ghz-3.5ghz,频率步进为 0.01ghz。 绽开工程树下的 analysis
8、 节点,右键单击新添加的求解设置项setup1,在 弹 出 的 快捷菜单中选择吩咐,打开 edit sweep 对话框。 6、设计模型图 7、设计检查和仿真运行结果 菜单栏中选择- 四、运行结果 1、s11 的扫频结果 2、s11 随 l1 的改变的改变曲线 3、输入阻抗实部与虚部与馈电点位置的改变关系 4、smith 圆图上的显示 5、优化后 s11 扫频特性曲线 6、s11 的 smith 圆图 7、xz 和 yz 面上的方向增益图 五、试验 总结 从结果报告中可以看出,采纳同轴线馈电,当辐射贴片的长度 l0=27.9mm 时,微带天线的谐振频率为 2.45ghz。此时,s11 值约为-26.1db,说明天线已经达到了良好的阻抗匹配状态。从结果报告中可以看出,在前面的参数扫描分析结果可知,当馈电点位置变量 l1 在 6mm7mm 之间时,天线在中心频率 2.45ghz 处的回波损耗最小,阻抗匹配最好。 科教兴国 c,试验五 五上试验 专题五,电学试验（吴） 厦门高校电子技术试验试验五 试验四-五(试验报告)