【案例分析】經(jīng)典HFSS仿真實(shí)例詳解

2016-10-08 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

關(guān)于仿真軟件HFSS相信大家多少都有聽過,這是一款非常強(qiáng)大好用的仿真軟件,已經(jīng)被應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域,當(dāng)然,天線設(shè)計(jì)也離不開仿真軟件。本期小編為大家?guī)淼氖墙?jīng)典天線——對(duì)稱振子天線仿真。

下面我們先來看看軟件的簡(jiǎn)介。

HFSS – High Frequency Structure Simulator,Ansoft公司推出的三維電磁仿真軟件,目前已被ANSYS公司收購;是世界上第一個(gè)商業(yè)化的三維結(jié)構(gòu)電磁場(chǎng)仿真軟件,業(yè)界公認(rèn)的三維電磁場(chǎng)設(shè)計(jì)和分析的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。HFSS提供了一簡(jiǎn)潔直觀的用戶設(shè)計(jì)界面、精確自適應(yīng)的場(chǎng)解器、擁有空前電性能分析能力的功能強(qiáng)大后處理器,能計(jì)算任意形狀三維無源結(jié)構(gòu)的S參數(shù)和全波電磁場(chǎng)。

HFSS軟件擁有強(qiáng)大的天線設(shè)計(jì)功能,它可以計(jì)算天線參量,如增益、方向性、遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖剖面、遠(yuǎn)場(chǎng)3D圖和3dB帶寬;繪制極化特性,包括球形場(chǎng)分量、圓極化場(chǎng)分量、Ludwig第三定義場(chǎng)分量和軸比。使用HFSS,可以計(jì)算:

① 基本電磁場(chǎng)數(shù)值解和開邊界問題,近遠(yuǎn)場(chǎng)輻射問題;

② 端口特征阻抗和傳輸常數(shù);

③ S參數(shù)和相應(yīng)端口阻抗的歸一化S參數(shù);

④ 結(jié)構(gòu)的本征模或諧振解。

而且,由Ansoft HFSS和Ansoft Designer構(gòu)成的Ansoft高頻解決方案,是目前唯一以物理原型為基礎(chǔ)的高頻設(shè)計(jì)解決方案,提供了從系統(tǒng)到電路直至部件級(jí)的快速而精確的設(shè)計(jì)手段,覆蓋了高頻設(shè)計(jì)的所有環(huán)節(jié)。

下面我們先來看看建立HFSS工程的一般過程。

(1) 首先第一步是運(yùn)行Ansoft HFSS:

(2) 然后單擊下圖紅框處圖標(biāo),在當(dāng)前工程中插入一個(gè)設(shè)計(jì):

(3) 選擇求解類型,如下圖:

(4) 為建立模型設(shè)置合適的單位,如下圖:

(5) 在3D窗口中建立模型。

(6) 設(shè)置需要的輻射邊界。

(7) 如果選擇激勵(lì)求解或激勵(lì)終端求解,則需要為模型設(shè)置激勵(lì)。

(8) 設(shè)置求解頻率及掃頻操作等。

(9) 點(diǎn)擊下圖按鈕,檢查當(dāng)前工程的有效性。

(10) 點(diǎn)擊下圖按鈕,求解當(dāng)前工程。

(11) 對(duì)已求解的工程創(chuàng)建結(jié)果報(bào)告。

以上就是建立HFSS工程的一般過程,我們進(jìn)入正題:對(duì)稱振子天線仿真。

對(duì)稱振子天線不僅是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的基本天線,而且是一種經(jīng)典的、迄今為止采用最廣泛的天線。單個(gè)半波對(duì)稱振子可以簡(jiǎn)單地單獨(dú)使用或做拋物面天線的饋源,也可采用多個(gè)半波對(duì)稱振子組成天線陣。兩臂長(zhǎng)度相等的振子叫做對(duì)稱振子。每臂長(zhǎng)度為四分之一波長(zhǎng),全場(chǎng)為二分之一波長(zhǎng)的振子,稱半波對(duì)稱振子。

仿真過程如下:

1、建立新的工程。

2、設(shè)置求解類型