微波技术与天线仿真实验报告.doc

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1、《微波技术与天线》HFSS仿真实验报告实验二H面T型波导分支器设计一．仿真实验内容和目的使用HFSS设计一个带有隔片的H面T型波导分支器，首先分析隔片位于T型波导正中央，在8~10GHz的工作频段内，波导输入输出端口的S参数随频率变化的关系曲线以及10GHz时波导表面的电场分布；然后通过参数扫描分析以及优化设计功能分析在10GHz处输入输出端口的S参数随着隔片位置变化而变化的关系曲线；最后利用HFSS优化设计功能找出端口三输出功率是端口二输出功率两倍时隔片所在位置。二．设计模型简介整个H面T型波导分为两个部分：T型波导模型，隔片。见图1。图1三．建模和仿真步骤1.运行

2、HFSS并新建工程，把工程另存为Tee.hfss。2.选择求解类型：主菜单HFSS→solutiontype→drivenmodal，设置求解类型为模式驱动。3.设置长度单位：主菜单modeler→units→in，设置默认长度单位为英寸。4.创建长方体模型1）从主菜单选择draw→box，进入创建长方体模型的工作状态，移动鼠标到HFSS工作界面的右下角状态栏，在状态栏输入长方体的起始点坐标为（0，-0.45,0），按下回车键确认之后在状态栏输入长方体的长宽高分别为2,0.9，0.4。2）再次按下回车键之后，在新建长方体的属性对话框修改物体的位置，尺寸，名称，材料和透

3、明度等属性。在attribute选项卡中将长方体名称项（name）修改为Tee，材料属性（material）保持为真空（vacuum）不变，透明度（transparent）设置为0.4。3）设置端口激励4）复制长方体第二个和第三个臂5）合并长方体5.创建隔片1）创建一个长方体并设置位置和尺寸2）执行相减操作上诉步骤完成后即可得到H面T型波导的三维仿真模型图如图2所示图26.分析求解设置1）添加求解设置：在工程管理窗口中展开工程并选中analyse节点，单击右键，在弹出的快捷菜单中选择addsolutiontype并设置相关参数，完成后工程管理窗口的analyse节点下

4、会添加一个名称为setup1的求解设置项2）添加扫频设置：在工程管理窗口中展开analysis节点，右键单击前面添加的setup1求解设置项，在弹出菜单中单击addfrequencysweep，并设置sweepname，sweeptype，等参数。Frequencysetup项作表1所示的设置。TypeLinearsetupStart8GHzStop10GHzStepsize0.01GHz表13）设计检查7.运行仿真分析：HFSS→analyzeall二．仿真结果分析1.图形化显示S参数计算结果图3为S11，S12，S13幅度随着频率变化的曲线。从图中可以看出，随着频

5、率的增加，S11，S12的幅度略有降低，S13的幅度有明显上升。图31.查看表面电场分布图4位T型波导上表面场分布情况，图5为动态演示场分布图。从场分布图中可以看出，信号从端口1进入，分别从端口2和端口3输出。通过调整隔片的位置可以调节从端口1传输到端口2，端口3的信号能量大小。图4--T型波导上表面场分布情况图5--动态演示场分布图五．参数扫描研究使用HFSSoptimetrics模块的参数扫描分析功能，分析T型波导端口的输出功率和隔片位置之间的关系。功率分配随变量offset变化的关系如图6：图6--功率分配随变量offset变化关系六．优化设计添加优化设计项，进

6、行优化设计，找出端口3的输出功率是端口2输出功率两倍的隔片位置。优化分析完成之后，在table列表里会列出变量offset优化后的最佳值。本例中，从图7优化结果中可以看出，当变量offset=0.96in时，T型波导端口3的输出功率是端口2的输出功率的两倍。图7七．总计和思考通过本次实验，对HFSS的工作界面，操作步骤以及工作流程有了一个整体的直观的认知。期待在后面的实验中，通过不断的深入学习，进一步理解设计的原理。《微波技术与天线》HFSS仿真实验报告实验三半波偶极子天线设计专业电子信息工程年级14级姓名赵广元学号1428403058指导老师评分一．仿真实验内容和目

7、的使用HFSS设计一个中心频率为3GHz的半波偶极子天线。并查看天线的回波损耗，电压驻波比，Smith圆图，输入阻抗，以及方向图等其他参数。二．设计模型简介整个半波偶极子由偶极子天线和辐射边界组成，如图1。天线各部分的结构尺寸见表1.图1变量意义变量名变量值（单位：mm）工作波长Lambda100天线总长度length0.48*lambda端口距离gap0.24单个极子长度dip_lengthlength/2-gap/2天线半径dip_radiuslambda/200辐射边界圆柱体半径rad_radiusdip_radius+lambda/4辐射边界