用SonnetAgilentHFSS设计微带天线概要VIP免费

http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛用Sonnet&AgilentHFSS设计微带天线摘要：以一同轴线底馈微带贴片为题材，分别用Sonnet软件及AgilentHfss软件进行Simulate，分析其特性。并根据结果对这两个软件作一比较。天线模型：天线为微带贴片天线，馈电方式为50同轴线底馈，中心频率3GHz基片采用Duroid材料2.33r，尺寸56mm*52mm*3.175mmPatch：30mm*30mm馈电点距Patch中心7mm处。参见下图。一.Sonnet参数设置如下图：http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛介质层按照天线指标予以设置：画出AntennaLayout.http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛TopviewBottomview其中箭头所指处为via，并在GND层加上viaport.即实现了对Patch的底馈。至此，CircuitEdit完成。下一步对其进行模拟。模拟结果：S11，即反射系数图：http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛可见中心频率在3G附近，。进一步分析电流分布：在中心频率的附近，取3G，3.1G作表面电流分布图：http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛可见，在中心频率的电流分布较为对称。符合设计的要求。远区场方向图：选取了若干个频率点绘制远区场增益图。从中可以看到，中心频率的增益较边缘为大。符合设计的要求。http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛二.AgilentHfssAgilentHfss(highfrequencystructuresimulator)是AGILENT公司的一个专门模拟高频无源器件的软件。较现在广泛应用的ANSOFTHFSS功能类似，但操作简单明了。能在平面结构上建模天线不同，AgilentHfss可以精确地定义天线的立体结构。并可将馈电部分考虑在模拟因素内，按要求设定辐射界面，等等。可能在本文的例子中，由于结构比较简单，并不能充分体现这一点，但也应可见一斑。本例与HFSSHELP中所附带的例子较为类似，因此我参照HELP文件，在HFSS5.6环境下较为顺利的完成了模拟。用HFSS模拟天线，主要分DrawModel、AssignMaterial、DefineBoundary、Solve、PostProcess五个步骤：⒈DrawModel：HFSS采用的是相当流行的AUTOCAD的ENGINE，因此绘制方法与AUTOCAD大同小异，这里不在赘述。我先分AirBox、SubstrateBox、CoaxLine、Patch几个部分画好模型。其中COAXLINE包括内导体（圆柱）及外层介质及外导体（环柱）；PATCH为一平面矩形，AIRBOX、SUBSTRATEBOX为长方体。同时，由于基板，同轴线之间会有重叠，所以应用3DOBJECTS菜单中的Subtract命令将重叠部分减去。http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛画好的天线模型如下图所示：⒉AssignMaterial由于在DrawModel时并没有指定各组成部分的材质，因在此予以统一说明。详见下图。http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛⒊DefineBoundaryHFSS中需要定义Port.PerfectE.PerfectH.GroundPlane以及重要的RADIATION边界（即电磁能量的辐射面）。按照天线设计要求，定义各边界如下图：其中AIRBOX的各个界面为RADIATION边界；基板底面为GROUNDPLANE（接地面）PORT位于同轴线下端同时，由于HFSS要求接地面与OUTERSPACE完全接触，否则无法模拟，所以应将SUB与COAX的相交面定义为DEFAULT界面，（相当与将这一块平面从接地面上挖去）。图：其中BRICK为RADIATION，HONEYCOMB为METEL，黑色为PERFECTE界面。至此，天线建模部分已经全部完成，以下进入SOLVE阶段。http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛⒋SOLVEHFSS中可以设置FASTFREQSWEEP（速度较快）及DISCRETEFREQSWEEP（精度较高）这里选用DISCRETESWEEP，从0.1Ghz------5Ghz,以0.1G为步长进行扫描。设定完成之后，运行即可。运行时间较SONNET长得多。⒋PostProcess：在PostProcess中，可以对解出的结果进行绘图，以获得直观的可视效果。HFSS有3D作图功能，可以直观的绘制出场分布，以及远区场的立体图。以下择要选取指标作图：1.SMag：（S11）http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.ele...