基于hfss的天线设计流程

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1、天线设计流程：1.确定设计目标2.查阅资料，确定形状，给出结构图（变量形式）3.仿真建模、求解4.优化设计，确定变量值5.版图，加工，测试设计目标：设计并实现一款超宽带天线，天线馈电方式采用50Ohm微带线进行馈电，天线在3.1-10.6GHz频段范围内满足S11<-10dB，天线辐射方向图为全向。天线介质基板采用选用介质板FR-4，其相对介电常数为4.4，厚度为h=0.8mm。基于HFSS13.0的超宽带天线设计实例：一、建立工程菜单Project->InsertHFSSDesign二、设置求解模式

2、菜单HFSS->SolutionType->天线为DrivenModal三、天线模型建立1、设置模型尺寸长度单位菜单Modeler->Units->mm->OK单位一般设置为毫米mm。1、天线模型结构本例天线采用的模型如图1所示，其详细结构尺寸见表1.图1超宽带平面天线结构图表1初步设计的超宽带平面天线尺寸w=16mml=32mmh=0.8mmwd=1.5mml1=12mmh1=11mmw1=3mmh2=20mmh3=4mm微带线阻抗验证：1)、采用AgilentAppCAD计算2、采用LineCal

3、c计算工具（ADS中的工具）3、输入设计参量菜单Project->ProjectVariables或者HFSS->DesignProperties点击Add，输入w=16mm变量，详见下图依次输入表1中全部变量，最终如下图4、建立模型（1）创建介质板FR4（a）在菜单栏中点击Draw>Box，在模型窗口任意创建Box1（a）双击模型窗口左侧的Box1，改名为Substrate，在点击Material后面的按钮，选择Edit，搜索FR4，选择FR4_epoxy点击确定。（a）双击模型窗口左侧Substr

4、ate的子目录Createbox，修改介质板大小及厚度。介质板长l=32mm，宽w=16mm，厚h=0.8mm，如下图所示，点击确定。（1）创建微带馈线（a）在菜单栏中点击Draw>Rectangle，在模型窗口任意创建Rectangle1（b）双击模型窗口左侧的Rectangle1，改名为microstrip，点击确定。（c）双击模型窗口左侧microstrip的子目录Createrectangle，修改微带传输线大小。微带线宽wd=1.5mm，长l1=12mm，微带线位于介质板顶层正中处。（1）创

5、建接地板（a）在菜单栏中点击Draw>Rectangle，在模型窗口任意位置创建Rectangle1。（b）双击模型窗口左侧的Rectangle1，改名为groundplane，点击确定。（c）双击模型窗口左侧groundplane的子目录Createrectangle，修改接地板大小。接地板宽w=16mm，长h1=11mm，微带线位于介质板底层。（1）创建阶梯形辐射贴片（a）在菜单栏中点击Draw>Rectangle，在模型窗口任意创建Rectangle1。（b）双击模型窗口左侧的Rectangle

6、1，改名为patch，点击确定。（c）双击模型窗口左侧patch的子目录Createrectangle，修改辐射贴片大小。贴片宽w=16mm，长h2=20mm，辐射贴片为与介质顶层与微带线相连。（d）在菜单栏中点击Draw>Rectangle，在模型窗口任意创建Rectangle1和Rectangle2，分别改名为stair1和stair2.（e）修改stair1及stair2的大小w1=3mm，h3=4mm，分别为与辐射贴片左、右下角。（a）同时选中patch、stair1、stair2，并在菜单栏

7、中点击Modeler>Boolean>Substract，从patch中剪切掉stair1和stair2，点击OK。（1）创建空气盒设置Air空气盒（空气盒上下左右离天线大于四分之一波长，以3GHz为例，25mm为四分之一波长）（a）在菜单栏中点击Draw>Box，在模型窗口任意创建Box1。（b）双击模型窗口左侧的Box1，改名为air，Transparent值设为0.8，点击确定。（c）双击模型窗口左侧air的子目录Createbox，修改空气盒大小。空气盒尺寸大小设置如下图。天线在空气盒正中，点

8、击确定。5、设置边界条件（1）设置理想金属边界条件选中grandplane，在菜单栏中点击HFSS>Boundaries>Assign>PerfectE，点击OK，同理设置microstrip和patch为PerfectE。（1）设置辐射边界条件选中air，在菜单栏中点击HFSS>Boundaries>Assign>Radiation，点击OK。5、设置激励方式（a）创建XOZ面上的平面，在菜单栏中点击Modeler>GridPlane>XZ，再点击菜单