通过实例提高“HFSS软件的使用”实验教学效果

为了提高无线技术专业学生对HFSS软件的理解和操作使用，通过精选实例并进行实验教学使学生进一步理解微波技术基础、天线原理与设计以及微波网络课程的相关知识的同时，熟练掌握HFSS软件，涉及的实例有滤波器仿真、功率分配器仿真、双模喇叭仿真、对数周期天线仿真、微带天线仿真、超宽带天线仿真、基站天线仿真和阵列天线仿真。

通过精练教学内容提高“HFSS软件的使用”课堂教学效果

对于无线技术专业的学生,掌握HFSS软件的使用很有必要,通过精练教学内容、突出重点,使学生理解、掌握HFSS的基本原理与操作方法,本文简单介绍了"HFSS软件的使用"课程理论讲授内容和实验内容,并以传输线仿真、阵列天线仿真为例进行了说明。

HFSS软件在天线仿真分析与优化中的应用

介绍HFSS软件在引向天线的分析与优化和在平面螺旋天线上的仿真分析实例,通过仿真得到了天线的回波损耗S11、输入阻抗Zin、方向图以及天线表面电流分布等参数,实现了引向天线的优化设计.

HFSS软件在《天线与电波传播》课程教学中的应用研究

《天线与电波传播》课程是一门理论性较强的课程,课程中涉及到众多的公式推导,学生学起来觉得很抽象,甚至不知所云。本文研究了如何用HFSS软件辅助《天线与电波传播》课程教学。首先介绍了《天线与电波传播》课程的主要内容和课程特点,紧接着介绍了HFSS软件及其在《天线与电波传播》课程教学中的应用,通过使用HFSS软件,使得《天线与电波传播》课程的教学效果大为提升。

基于HFSS的圆极化电磁波虚拟仿真教学案例设计

为提升教学效果,解决学生理解电磁场与电磁波中抽象的圆极化概念带来的教学问题,采用高频结构仿真器模拟圆极化电磁波产生,设计圆极化天线虚拟仿真实验教学案例。在虚拟仿真实验教学中,采用图形和数据解释圆极化波产生过程,学生可理解圆极化天线和分析圆极化波的特性,透彻理解圆极化波的产生和圆极化天线的设计。通过可视化的圆极化波虚拟案例教学,不仅能够帮助学生理解抽象的圆极化概念问题,还能激发学生学习电磁场与电磁波的兴趣。

有限元分析软件HFSS于天线工程设计的仿真应用

文章以微带贴片天线及天线阵的设计为例,介绍了基于有限元分析的计算电磁仿真软件HFSS在天线工程设计领域的典型应用。通过将已设计好初始参数的天线在软件上应用结构建模、设置仿真、分析优化等操作,实现了天线工程设计的智能化,简化了传统的实物制作与测试的方式,缩短了从设计到实现所需要的时间。

基于HFSS的微带天线设计与仿真

针对专用冲击波测试系统中微带天线的特性要求,利用仿真软件HFSS建立天线模型,并对模型进行仿真优化,得到了最佳的天线参数。同时为该系统设计了中心频率为2.4 GHz的微带天线,采用矢量网络分析仪对天线的各参数进行了实测,实测结果与仿真结果吻合,验证了设计的有效性。

基于HFSS的交指型滤波器设计与仿真

介绍了矩形杆交指型带通滤波器的原理和设计方法,根据交指滤波器的设计理论获得矩形杆的自电容和互电容,利用计算机辅助设计工具结合图表得到滤波器的初始尺寸。给出了一个中心频率为1.5GHz,相对带宽为70%的矩形杆交指滤波器的设计过程,利用HFSS软件仿真,提高了设计效率和精度,仿真结果和理论结果吻合良好,证明了设计方法的可行性。

一种大功率八合一合成器的设计

随着民航系统的高速发展,航管雷达的性能也在日益提升,大功率发射机的运用需要高性能的馈线合成。耐功率高、损耗低、驻波好已是雷达合成器的必要性能。采用带状线T型节3 dB等分电路设计的大功率八合一合成器,各分口采用L29型连接器设计,比传统的N型连接器耐功率性更高,单口可承受6 kW射频功率,八合一合成器总口输出可达45 kW。大功率八合一合成器的设计采用ANSYS HFSS微波射频仿真软件进行仿真优化设计,并加工实物测试其S参数,总口电压驻波≤1.2,各端口损耗<0.12 dB,端口相位一致性较好,并在雷达整机联调中性能良好,表现稳定,很好地满足了航管雷达整机需求。

基于HFSS的915MHz微带天线设计与仿真验证

以计算机电磁模拟仿真软件HFSS为平台,以915MHz矩形微带贴片天线为例,介绍天线工程设计与仿真验证的过程。文中采用经典的传输线理论估算设计参数,并在计算机上建模与验证,根据仿真结果优化调整设计参数,使所设计的天线在给定条件下达到可实现的最佳性能指标。

基于HFSS的机载天线方向图研究

简要分析了机体结构对机载天线方向图的影响,并采用HFSS软件的高频积分方程(HFSS-IE)求解器对甚高频(VHF)频段的天线进行仿真,对比不同位置处天线方向图变化,分析了方向图变化的产生原因,可在早期飞机研发设计中为天线布置提供参考。

基于HFSS的L型泄漏同轴电缆仿真研究

阐述了泄漏同轴电缆的电气性能参数,并通过Ansoft公司的HFSS仿真软件对L型泄漏同轴电缆进行仿真。仿真结果表明,在一定范围内增加槽孔的周期会使得耦合损耗数值增加;周向结构参数ch对泄漏同轴电缆的耦合损耗影响最大,在一定范围内增加ch会使得泄漏同轴电缆的耦合损耗数值减小。通过仿真,可为泄漏同轴电缆的工程设计提供依据,有效减少工程经济成本。

基于HFSS和无线充电的线圈天线设计

本文基于无线充电,通过基于有限元法的电磁仿真软件(HFSS)对线圈天线进行3D建模。在二端口网络分析法的基础上,建立谐振式无线充电的等效电路模型,求解出系统最大传输效率时的表达式。基于以上方法,研究本文设计的线圈天线传输特性,包括线圈天线的S参数、驻波比、充电效率和3D电磁场分布图,得出线圈天线在中心频率2.8 GHz处发生谐振,输入回波损耗最小,为–29.11 d B,且充电效率可达到84.15%。此外,线圈天线具有成本低、结构简单等优势,因此该设计对无线充电的研究有很好的借鉴作用。

密封窗的两种软件仿真结果对比

密封窗在微波系统中有着广泛的应用,使用仿真软件Ansoft HFSS和CST分别对其进行仿真,并对仿真结果进行了比较。仿真结果表明,随着密封窗高度变量h的变化,Ansoft HFSS仿真结果是S11曲线出现很多峰,而CST仿真结果是S11曲线表现出很好的一致性。当Ansoft HFSS的求解频率参数设置更高时,其S11曲线与CST的仿真结果几乎相同。

宽频带的微带等角螺旋天线设计

为了实现宽频带天线指定方向的高性能辐射,设计了一种宽频带的微带等角螺旋天线。为实现阻抗匹配,天线馈电部分设计了一种指数渐变式微带巴伦结构。经过实物测试参数,结果表明加入了指数渐变巴伦结构后天线实现了良好的阻抗匹配并具有良好的宽频带特性,其工作带宽为1.74~4.82 GHz,回波损耗最低达-30 dB。同时设计了一个平底型金属反射腔用于反射背向电磁波,在保持宽频带工作特性的同时,使天线具有了良好的单向辐射特性,天线在整个工作频段内的增益均大于6 dB,与传统的螺旋天线相比,具有宽频、定向、高增益的特点,具有一定应用前景。

使用HFSS仿真泄漏同轴电缆耦合损耗的方法

泄漏同轴电缆耦合损耗的研究一直是一个复杂的问题,使用传统的设计方法试制样品会消耗大量的人力和财力,使用HFSS电磁仿真软件可以帮助企业更加高效地生产出符合客户耦合损耗要求的电缆。本工作利用HFSS仿真一款两侧开缝的泄露同轴电缆的耦合损耗,详细介绍了使用HFSS电磁仿真软件仿真漏泄同轴电缆耦合损耗的步骤,给初学者提供一些帮助。通过仿真得到的耦合损耗值为72.5 dB(2.4 GHz)的泄漏同轴电缆,可以满足客户对耦合损耗的要求。

八字型系列槽孔泄漏同轴电缆耦合损耗的仿真研究

泄漏同轴电缆作为一种特殊的通信工具,既可以是传输线又可以是天线,在闭域和半闭域的空间通讯中发挥着极为重要的作用。本文总结了泄漏同轴电缆的理论设计研究及应用发展现状,并且使用仿真软件HFSS对八字型、双八字型以及三八字型系列槽孔泄漏电缆的电气性能进行仿真研究验证了三八字型槽孔更加适合宽频条件下的工作;同时仿真了槽孔尺寸对耦合衰减的影响,发现减小结构尺寸d值,耦合衰减将减小。

一种准无反射带通滤波器

针对带通滤波器信号反射影响系统性能的问题,提出了一种紧凑型宽吸收范围的微带准无反射带通滤波器的设计方法。该结构由2部分组成,平行耦合带通作为主通道,电阻和短路谐振器串联而成的吸收式损耗谐振器作为吸收通道。通过这种方式,未在主通带范围内传输的反射信号能量大部分被吸收通道的电阻耗散,从而达到准无反射特性。经过参数化分析,给出了准无反射带通滤波器主通道和吸收通道的设计图表。通过高频电磁仿真软件(high frequency structure simulator,HFSS)仿真验证了一款中心频率为3 GHz,相对带宽为75%的微带准无反射带通滤波器,阻带和通带内的回波损耗在11 dB左右,在阻带内92%左右的反射功率被电阻吸收。通过合理设计吸收式损耗谐振器的位置,使得整体滤波器尺寸为1.64×0.32λ_(g)×λ_(g),满足小型化要求。

单频圆形微带贴片天线设计

基于微带贴片天线在无线引信中的应用,设计了一种中心频率为7.2 GHz的同轴馈电圆形微带天线,该天线介质基片相对介电常数为εr=4.4,回波损耗小于-20 d B,天线增益大于5 d B。根据微带天线原理,通过HFSS软件设计的天线,实验结果表明:天线谐振频率、回波损耗等性能参数符合设计要求。

超宽带全金属Vivaldi天线的设计

设计了一种全金属的Vivaldi天线,当频率为3~17 GHz时,其VSWR〈2,在宽边扫描情况下,VSWR小于2.0的带宽能达到11 GHz. 它不仅具有频带宽、方向性好等特点;同时,它还能解决传统 Vivaldi天线制作工艺复杂、制作成本高、物理强度低等问题,能更好地应用于高功率雷达等领域. 文中利用高频结构仿真软件HFSS对设计天线的几何尺寸进行了优化,并进行了仿真与分析,通过计算天线的驻波比、方向图、增益等性能验证了天线的超宽带、宽边扫描的特性.