端口设置里那个积分线没画,仿真跑完S11全是零,李明洋教程第三讲里专门提过这个,波端口要画积分线,集总端口也要画,不画的话终端线不对,激励加不上去。D:\HFSS_work\patch_antenna\ 下面那个工程重新画了积分线才出结果。
搜“李明洋 HFSS 两周速成”出来的是一套视频,B站和知乎上都有,一共大概四十多讲,从安装到天线阵列。安装版本用2021 R1,路径D:\Ansys\HFSS\,装完先跑一个偶极子天线验证许可证,能算就行。界面里Project Manager、Modeler、Message Window三个窗口,建模在Modeler里画,边界和激励在Project Manager里设,报错看Message Window。
微带天线建模,介质基板FR4,介电常数4.4,厚度1.6mm,贴片长宽按公式算,2.4GHz的话贴片长度大概28mm,宽度38mm。画矩形贴片,分配理想导体边界,基板下面画接地板,同轴馈电点在贴片中心偏一点,阻抗匹配50欧姆。同轴内导体半径0.5mm,外导体半径1.5mm,介质填充PTFE。画完检查模型有没有重叠,重叠了求解器报错。
辐射边界离天线至少四分之一波长,2.4GHz波长125mm,四分之一就是31mm,空气腔画成矩形,各方向留35mm。边界条件选Radiation,空气腔外面那个面设辐射边界。端口用集总端口,画一个矩形面连接内导体和接地板,积分线从内导体指向外导体。端口阻抗50欧姆,不设的话默认就是50。

求解设置,Solution Setup里频率2.4GHz,最大迭代次数20,收敛误差0.02,Adaptive Solutions跑完看收敛曲线,没收敛就把迭代加到30,误差放到0.05。扫频Setup范围2.2到2.6GHz,步长0.01,插值扫频选Fast。报“Adaptive solution did not converge”先看网格,网格太粗的话手动加密贴片边缘和馈电点。
后处理看S11,Results里Create Modal Solution Data Report,Rectangular Plot,选S参数,dB,看2.4GHz附近有没有下到-10dB以下。Smith圆图看阻抗匹配,增益方向图看最大辐射方向,3D Polar Plot。辐射效率在Radiation Efficiency里看,低于80%的话检查介质损耗和导体损耗。李明洋讲优化的时候用参数扫描,贴片长度从27到29扫一遍,看谐振频率怎么变。
两周速成安排,第一周把偶极子、微带天线、波端口和集总端口全过一遍,第二周做阵列和滤波器,阵列用4元线阵,馈电网络用功分器,滤波器用耦合线。李明洋讲Quasi-Newton优化的时候参数设了五个变量,跑了一晚上收敛。D:\HFSS_work\array_4elem\ 下面那个工程还没加馈电网络,下次把功分器的隔离电阻从100欧姆改成……
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