《微波技术与天线》HFSS 仿真实验报告实验二 印刷偶极子天线设计一、仿真实验内容和目的 使用 HFSS 设计一个中心频率为 2.45GHz 的采纳微带巴伦馈线的印刷偶极子天线，并通过 HFSS 软件 Opitmetrics 模块的参数扫描分析功能对印刷偶极子天线的一些重要结构参数进行参数扫描分析，分析这些参数对天线性能的影响。二、设计模型简介整个天线分为 5 个部分，即介质层，偶极子天线臂，微带巴伦线，微带传输线，见图 1。天线各部分结构尺寸的初始值见表 1。 图 1 印刷偶极子天线结构图（顶视图）。表 1 印刷偶极子天线关键结构尺寸初始值。三、建模和仿真步骤1、新建 HFSS 工程，添加新设计，设置求解类型：Driven Modal。2 、 创 建 介 质 层 。 创 建 长 方 体 ， 名 称 设 为 Substrate ， 材 质 为FR4_epoxy,颜色为深绿色，透明度为 0.6。3、创建上层金属部分 1）创建上层金属片，建立矩形面，名称 Top_Patch,颜色铜黄色。2）创建偶极子位于介质层上表面的一个臂。画矩形面，名称Dip_Patch,颜色铜黄色。3 ） 创 建 三 角 形 斜 切 角 ， 创 建 一 个 三 角 形 面 ， 把 由 矩 形 面Top_Patch 和 Dip_Patch 组成的 90 折线连接起来。4）合并生成完整的金属片模型。4、创建下表面金属片 1）创建下表面传输线 Top_patch_1。 2）创建矩形面 Rectangle1。3）创建三角形 polyline2。4）镜像复制生成左侧的三角形和矩形面此步完成后得到即得到印刷偶极子天线三维仿真模型如图 2 所示。5、设置边界条件 1）分配理想导体。 2）设置辐射边界条件，材质设为 air。6、设置激励方式：在天线的输入端口创建一个矩形面最为馈电面，设置该馈电面的激励方式为集总端口激励，端口阻抗为 50 欧姆。7、求解设置：求解频率（Solution Frequency）为 2.45GHz，自适应网格最大迭代次数（Maximum Number of Passes）：20，收敛误差（Maximum Delta S）为 0.02。8、扫频设置：频率扫描范围 2—3GHz，以 0.001GHz 为扫描步进，扫描类型：快速扫描（Fast Sweep）。9、设计检查和运行仿真计算。图 2 印刷偶极子天线仿真模型三维结构图。四、仿真结果分析1、S11 仿真结果分析由 S11 频响曲线仿真图可见，所设计的偶极子天线中心频率为2.45GHz，S11<-10dB 的相对带宽 BW=（2.729-2.256）/2.45=19.3%。图 3 S11 频响曲线仿真图（初始设计）。2、输入阻抗仿真结果分...
