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。

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。

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。

卫星环焦天线波纹馈源筒的设计与仿真

本文针对Ku波段小型环焦动中通天线目前的主流设计,分析了馈源筒附近反射对天线性能的影响,并设计了一种具有波纹结构的馈源筒,可以减少此类电磁波并提高天线整体增益。通过仿真软件模拟,验证了该设计具备提高天线增益的能力。

复杂大网络的仿真与优化设计

先进的HFSS仿真软件为微波工程设计提供了一个方便、高效的仿真设计手段。但 是,由于受到计算机内存、计算时间等限制。该仿真软件不能直接仿真复杂的大网络,更不能进行 优化。本文利用网络级联技术和S参数修正技术解决了复杂大网络的仿真与优化设计问题。

915MHz矩形微带天线设计与仿真

设计了一款915MHz矩形微带天线,给出了天线各项参数详细的设计过程,并利用HFSS软件对天线进行了仿真,通过软件优化得出了天线的回波损耗、驻波比、增益、输入阻抗等仿真曲线。

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。

应用碳基复合材料的超薄电磁带隙(EBG)吸波结构与仿真研究

制备两种不同的碳基复合材料,通过实验测试其电磁参数,并应用于所构建的电磁带隙高阻抗表面吸波结构中,利用电磁仿真软件HFSSv.11仿真计算了各模型的反射系数随电磁频率变化的曲线。结果表明:碳基复合材料的应用,使EBG结构的吸波性能在一定改进的基础上,进一步增强了吸波结构整体的耐高温、抗腐蚀、轻质以及抗拉强度大等性能。因而,将碳基复合材料应用于EBG吸波结构以改进其吸波性能。

切比雪夫吸波材料的设计与仿真

利用仿真软件HFSS研究了30 MHz～1 GHz频段内碳填充型聚氨酯角锥和三级锥形切比雪夫多级吸波材料的吸波性能。结果表明,碳填充型聚氨酯角锥在100 MHz以上的高频段吸波性能较好,但在低频段吸波性能并不是很理想。在所含碳含量相等的情况下,采用切比雪夫吸波材料后吸波性能得到了明显改善,低频段大多数频点的反射率能够降低3 dB以上。

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。

基于BP神经网络矩形微带天线谐振频率预测

谐振频率是微带天线的重要技术指标,建立合适的数学模型以获得微带天线精确的谐振频率,在微带天线的设计中至关重要,通过BP神经网络建模的方法对天线谐振频率进行预测.以一款谐振频率为2.4 GHz的矩形微带天线为分析算例,通过HFSS软件的仿真计算,获取了大量的天线样本,在此基础上建立了矩形微带天线的BP神经网络模型,并预测出不同结构参数下5个矩形微带天线的谐振频率.再将这5个天线的结构参数输入HFSS软件,用HFSS软件对这些天线进行仿真得到其谐振频率,比较结果证明采用BP神经网模型预测得到的天线谐振频率与HFSS仿真结果间误差很小,说明神经网络预测得到的天线谐振频率有效,本文的设计方法可行,效果良好.

1616MHz微波介质滤波器的设计及制作

提出了一种利用Ansoft-HFSS软件辅助设计微波介质带通滤波器的设计方法。通过公式初步计算出器件结构参数,再利用软件建立器件模型,仿真优化,最终提取准确的结构参数,并采用传统的电子陶瓷生产工艺制备样品。结果表明,样品的中心频率为1 616.7 MHz,3 dB带宽为23 MHz,插入损耗为1.48 dB,电压驻波比小于1.23,带内纹波小于0.1 dB。测试结果与仿真结果相吻合,验证了该设计方法的可行性和正确性。

小型EMC宽带喇叭天线设计

混波室（Reverberation Chamber）作为一种新型的电磁兼容的测量设备，由于其自身的优越性，受到越来越多的关注。应用于混频室内的天线对频带宽度的要求比较高，需要天线能覆盖很宽的频带。提出一种工作频率为2～10GHz的宽带加脊喇叭天线的设计方法，利用Ansoft HFSS9软件进行建模仿真，从简化设计以及降低加工难度的角度出发，将喇叭天线的物理尺寸尽可能地减小以方便在空间有限的混波室内使用。将仿真结果与现有喇叭天线实测结果相比较，结果表明，该天线在所设计频带内匹配良好。

小型EMC宽带喇叭天线设计

混波室(Reverberation Chamber)作为一种新型的电磁兼容的测量设备,由于其自身的优越性,受到越来越多的关注。应用于混频室内的天线对频带宽度的要求比较高,需要天线能覆盖很宽的频带。本文提出一种工作频率为2GHz-10GHz的宽带加脊喇叭天线的设计方法,利用AnsoftHFSS 9软件进行建模仿真,从简化设计以及降低加工难度的角度出发,将喇叭天线的物理尺寸尽可能的减小以方便在空间有限的混波室内使用。将仿真结果与现有喇叭天线实测结果相比较,结果表明,该天线在所设计频带内匹配良好!物理尺寸仅为现有商用喇叭天线的2/3左右。

基于无线温度传感器的多频段单极子天线设计

基于单极子天线的原理,文章利用HFSS高频仿真软件设计了一种应用于无线温度传感器的多频段单极子天线。该天线由2个辐射臂组成,在回波损耗小于-6 dB时形成了DCS1800(1710~1880 MHz)、PCS1900(1850~1990 MHz)等频段,且对应谐振频率的方向性良好。对天线实物分别进行的无源和有源测试结果表明,DCS1800、PCS1900等频段的阻抗匹配性能和发射、接收性能良好,在无线温度传感器上具有良好的应用前景。

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。

45MHz宽带螺旋带通滤波器研究设计

为了提高无线电通信设备的抗干扰能力,设计了一种宽带螺旋带通滤波器,阐述了螺旋谐振腔的原理,利用ADS仿真软件进行仿真分析。根据仿真波形,对各参数进行调整,确定结构参数,利用HFSS仿真软件建立滤波器模型。采用网络分析仪调试电路,得到了理想的滤波器波形。