微带贴片天线论文开题报告

ANSYS HFSS 是全波三维电磁场仿真器，它基于自动网格剖分技术的高精度求解技术使得用户可以把更多的精力投入到产品设计，而不用浪费时间在仿真结果的验证上。HFSS 自带了丰富的模型库，可以方便进行建模。 微带天线在一个薄介质基片上，一面附上金属薄层作为接地板，另一面用光刻腐蚀方法制成一定形状的金属贴片，利用微带线或同轴探针对贴片馈电构成的天线。微带天线具有体积小，重量轻，低剖面，能与载体(如飞行器)共形，并且电性能多样，易于得到各种极化，易与有源器件、电路集成，因此应用广泛。 本文主要介绍如何使用ANSYS HFSS的自带模型库进行微带天线仿真。 打开ANSYS Electronics Desktop 2016，点击Project 菜单下的HFSS模块，打开操作界面。  选择合适的求解模式，针对不同的模型有相应的求解模式，本例微带天线使用终端驱动模式。 设置好驱动模式以后开始建模，在HFSS中可以使用基本的立方体、平面等进行建模，也可以使用自带的模型库进行建模。本例使用HFSS自带的模型库，在Draw菜单下选择微带贴片天线的模型，弹出模型尺寸对话框，可根据设计需要进行相应修改。 可以选择单独的模型，需要设置材料属性、边界条件和激励方式；也可以选择已设置好空气盒子的模型，模型已经设置好材料属性和边界条件和激励方式，不需要用户进行设置，仅需设置仿真条件，大大节约建模时间。最后可在工程树Result节点下，查看结果。 本文展示了如何使用ANSYS HFSS自带模型库中的模型进行微带贴片天线的建模仿真分析的基本操作。

以微带贴片天线为例1.新建设计工程设置好默认单位，长度单位：mm， 频率单位：GHz选择求解器：时域求解器2.设计建模，创建参数化的结构模型介质层enter description here辐射单元enter description here4分之一阻抗变换器enter description here50Ω微带线enter description here3.设置要分析的频率范围enter description here 4.设置背景材料和边界条件背景材料：Normal，边界条件：open（add space）、open、electricenter description here5.设置激励方式波导端口激励选择端口上的馈线enter description here6.设置求解器参数&运行仿真分析查看分析结果查看天线的实际工作频率7.优化设计优化辐射贴片长度和¼波长阻抗变换器宽度，使得天线工作于 description hereenter description here8.波导端口的去嵌入功能及其使用在使用波导端口时，可以使用Reference plane来设置去嵌入功能（de-embed），来平移端口，给出辐射贴片边缘处的输入阻抗。首先，在前面的基础上，删除4分之一阻抗变换线enter description here随后修改50欧姆微带线，让Zmin移动到z=0的位置设置波导端口的去嵌入功能enter description here运行仿真器，查看结果enter description here9.天线输入阻抗和谐振点的分析天线的工作频点也就是天线的谐振频点，在谐振频点处天线的输入阻抗应该是纯电阻。结合波导端口的去嵌入设置和Smith圆图结果就可以给出天线的工作频点和输入阻抗。优化方法：通过优化设计，优化矩形微带天线的长度，使得天线在中心工作频点输入阻抗虚部等于零。此时的频率即天线的谐振频率。再根据得出的输入阻抗计算¼波长阻抗变换器特征阻抗。enter description here通过优化后得到其在的阻抗，此时虚部约为0enter description here根据微带线知识，¼波长阻抗变换器特征阻抗sqrt(50*261)=那么可以使用CST自带的工具，算出微带线的宽度enter description here然后创建¼波长阻抗变换器的模型，注意修改500欧姆微带线并取消波导端口的去嵌入功能最后运行仿真器，查看天线的性能。10.频域求解器设置讨论频域求解器使用四面体网格的有限元法，**该法处理厚度很薄的导体（例如微带走线），仿真分析效率很低。**在实际中，走线厚度对性能的影响很小，所以为了提高分析效率，在使用频域求解器时，可以使用厚度为零的导体平面代替薄导体设置频域求解器用厚度为零的导体平面代替薄导体enter description hereenter description here删除MSLine模型enter description here运行仿真器