最新FEKO应用微带天线仿真Word文档格式.docx
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2.1:
定义长度单位:
默认为m
点击菜单“Home〞中的图标按钮“Modelunit〞,在“Modelunit〞对话框中,选择mm;
2.2:
定义变量:
在CadFEKO中左侧的树型浏览器中双击“Variables〞节点,依次定义如下变量:
最小工作频率:
fmin=2.7e9
最大工作频率:
fmax=3.3e9
工作频率:
freq=3e9
工作波长:
lam=c0/freq/0.001
相对介电常数:
epsr=2.2
天线贴片宽边长度:
lenY=46.648
天线贴片窄边长度:
lenX=31.1807
介质基板宽边长度:
sub_LenY=80
介质基板窄边长度:
sub_LenX=50
介质基板厚度:
sub_H=2.87
馈电偏移位置:
offsetX=8.9
对话框:
Definitionmethods:
Basecentre,width,depth
Basecentre(C):
U:
0.0,V:
0.0,N:
0.0
Width(W):
lenX
Depth(D):
lenY
Label:
patch
点击“Add〞
Width(W):
lenX*0.9
Depth(D):
lenY*0.95
patch2
点击“Create〞
在菜单“Construct〞中,选择“Cuboid〞,弹出“Createcuboid〞对话框:
Basecentre,width,depth,height
-sub_H
Width(W):
sub_LenX
sub_LenY
Height(H):
sub_H
substrate
点击“Create〞按钮
在菜单“Construct〞中,选择“Line〞,弹出“CreateLine〞对话框:
StartPoint:
U:
-offsetXV:
Endpoint:
-offsetX,V:
feed_Pin
天线模型材料设置:
在左侧树型浏览器的“Geometry〞中,选中patch,在详细树型浏览器中,展开其“faces〞,选择“Face1〞,点击鼠标右键选择“Properties〞,在弹出的“Faceproperties〞对话框中,设置Medium为“Perfectelectricconductor〞,点击“ok〞;
同样的方法设置模型patch2;
在左侧树型浏览器的“Geometry〞中,选中substrate,在详细树型浏览器中,展开其“Regions〞,选择“Region?
?
〞,点击鼠标右键选择“Properties〞,在弹出的“Regionproperties〞对话框中,设置Medium为“substrate〞,点击“ok〞;
在3D视图中,选择介质体的底部平面,点击鼠标右键,选择“Properties〞,在弹出的“Faceproperties〞对话框中,设置Medium为“Perfectelectricconductor〞,点击“ok〞;
2.5:
天线端口设置:
在左侧树型浏览器的“Model->
Geometry〞中选择“feedPin〞,在其“details〞树浏览器中展开“Wires〞节点,选择“Wire1〞,点击鼠标右键选择“Createport->
Wireport〞,在弹出的对话框“Createwireport〞中,把“Locationonwire〞设置为“Start〞,Label:
Port1,点击“Create〞。
在树型浏览器中,进入“Model->
Geometry〞,选择所有的模型,点击鼠标右键,选择“Apply->
Union〞,把新生成的模型更名为“microstrip〞。
2.6:
电参数与求解设置:
在左侧树型浏览器中,由“Construct〞切换到“Configuration〞:
工作频率设置:
展开“Global〞,双击“Frequency〞,弹出“Solutionfrequency〞对话框:
选择:
Singlefrequency;
Frequency(Hz):
freq
点击OK
鼓励设置:
在“Global〞中,选中“Sources〞点击鼠标右键选择“VoltageSource〞,弹出“Addvoltagesource〞对话框,采用默认设置,点击“Create〞。
辐射远场设置:
在“Configurationspecific〞中,选中“Requests〞点击鼠标右键选择“Farfields〞,弹出“Requestfarfields〞对话框:
点击“3Dpattern〞,修正步长“Increment〞中Theta的值为2,Label:
ff3D,点击Add;
点击“Verticalcut(UNplane)〞按钮,修正步长“Increment〞中Theta的值为1,label:
ffXOZ,点击“Create〞。
2.7:
网格划分:
在3D视图中,选中贴片的边缘面,点击鼠标右键,选择“Properties〞,在弹出的“Faceproperties〞对话框中,进入“Faceproperties〞对话框:
勾选:
Localmeshsize
设置Meshsize:
mesh_shell;
点击“ok〞;
点击菜单“Mesh->
Createmesh〞弹出“Createmesh〞对话框,设置如下:
网格剖分方法Meshsize:
fine
线段剖分单元半径:
Wiresegmentradius:
0.25
点击:
Mesh生成网格。
进入菜单“Solve/Run〞,点击“FEKOSolver〞,提交计算。
2.8:
后处理显示结果:
计算完成之后,点击“Solve/Run〞菜单中的“PostFEKO〞,启动后处理模块PostFEKO显示结果。
在PostFEKO中,启动之后默认显示是3D视图方式,点击“FarField〞按钮选择“ff3D〞显示3D辐射方向图,在右侧面板中,勾选dB。
显示2D结果:
点击“Home〞菜单中的“Polar〞,进入直角坐标系,点击“Farfield〞按钮选择“ffXOZ〞,在右侧面板中,勾选dB。
点击“Home〞菜单中的“Cartesian〞,进入直角坐标系,点击“Sourcedata〞按钮,在右侧控制面板中,把“Quantity〞修正为“Impedance〞,点击“Real〞。
选中右侧控制面板中的source,点击键盘ctrl+K,复制该曲线为source_1,把“Impedance〞参数设定为Imaginary。
进入“Measure〞菜单,点击“Cursors〞,显示3.0GHz时,天线的输入阻抗实部和虚部值。
可以发现:
3.0GHz时,该微带天线单元的阻抗实部为40.5ohm,虚部为3.55ohm。
不要关闭PostFEKO,点击保存。
2.9:
采用时域求解器〔FDTD〕计算:
在CadFEKO中,把“Microstrip_MoM_3.0GHz.cfx〞另存为“Microstrip_FDTD.cfx〞。
进入“Solve/Run〞菜单,点击“SolverSetting〞,弹出“SolverSettings〞对话框,进入“FDTD〞标签,勾选:
Activatethefinitedifferencetimedomain(FDTD)solver。
点击“OK〞按钮。
进入菜单“mesh〞,点击“Createmesh〞,采用默认设置,点击“mesh〞按钮,生成网格。
设置扫频计算:
在左侧树型浏览器中,进入“Configuration〞,双击“Global〞中的“Frequency〞节点,弹出“solutionfrequency〞对话框:
扫频方式选择:
Linearlyspaceddiscretepoints
Startfrequency:
fmin
Endfrequency:
fmax
Numberoffrequencies:
7
点击OK
进入“Solve/Run〞,点击“FEKOSolver〞提交计算。
计算完成之后,切换到已经翻开的PostFEKO,点击“Home〞菜单中的“Cartesian〞,进入到已经显示的“Cartesian〞直角坐标系中。
点击“Home〞菜单中的“AddModel〞按钮,选择“Microstrip_FDTD.bof〞,就可以把时域方法计算的辐射结果读进来,比拟3GHz工作时,MoM方法与FDTD方法2D方向图的比照。
切换到CadFEKO,确认目前翻开的工程文件是“Microstrip_MoM_3.0GHz.cfx〞,点击“Alt+3〞启动后处理PostFEKO。
在默认的3D视图中,点击“Home〞菜单中的“Farfields->
ff3D〞,显示
2.7GHz3.3GHz