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本文主要是幫助大家了解設(shè)計(jì)射頻天線的流程，不是教大家射頻的基礎(chǔ)知識(shí)，因?yàn)樯漕l基礎(chǔ)知識(shí)太多，涉及的概念自己上網(wǎng)查詢即可。

目錄

一，常用天線

1，偶極子天線

2，八木天線

3，微帶天線

4，開槽天線

二， 常用概念

1，極化方向

?2，天線方向

3，阻抗匹配

三，HFSS天線設(shè)計(jì)仿真流程

1，基本操作與快捷鍵

2，新建項(xiàng)目

3，設(shè)置常量

4，設(shè)計(jì)基板(整塊PCB)

? ?5，設(shè)計(jì)空氣

6，設(shè)計(jì)GND

7，設(shè)計(jì)天線

8，仿真

四，天線端調(diào)試流程

1，準(zhǔn)備設(shè)備

2，網(wǎng)絡(luò)分析儀---設(shè)置頻率

3，網(wǎng)絡(luò)分析儀---校正

4，網(wǎng)絡(luò)分析儀---看指標(biāo)

5，網(wǎng)絡(luò)分析儀---設(shè)置Mark點(diǎn)

6，網(wǎng)絡(luò)分析儀---數(shù)據(jù)保存

7，頻譜儀---查看天線方向圖8，頻譜儀---查看射頻信號(hào)發(fā)送脈寬

五，芯片端調(diào)試流程

1，準(zhǔn)備設(shè)備

2，下載發(fā)送載波固件3，設(shè)置頻率4，查看損耗

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一，常用天線

1，偶極子天線

• 常用于通訊，有全向性，頻率固定
• 倒F天線屬于偶極子天線

2，八木天線

• 常用于雷達(dá)，方向性強(qiáng)。

3，微帶天線

• 兩塊金屬片，一片用于反射板，感覺像是太陽能鍋蓋。

• RFMS反射板就屬于微帶天線原理。

4，開槽天線

• 對(duì)稱性好，用于探測。

• RFMS的基板天線用的就是槽天線。

二， 常用概念

1，極化方向

• 電流方向

?2，天線方向

• 電場方向

3，阻抗匹配

• 輸入：材料介電常數(shù)，節(jié)點(diǎn)厚度，信號(hào)線寬度，銅厚

• 輸出：阻抗，每英寸電容，每英寸電感，傳播延遲

• 網(wǎng)址：http://www.ekswai.com/microstrip.htm

三，HFSS天線設(shè)計(jì)仿真流程

1，基本操作與快捷鍵

• 鼠標(biāo)滾輪：?? 圖片增大縮小

• 按住滾輪：?? 三維旋轉(zhuǎn)

• Alt+左鍵：?? ?三維旋轉(zhuǎn)

• Shift+左鍵：?拖動(dòng)圖像

• 選層：?? ?開啟關(guān)閉層視圖??????

• 拉伸面：? ? ? 選中面(右鍵?Select Faces)?右鍵Edit?Surface?Movefaces?Along Normal
• 扣洞：? ? ? ? ?雙選---Subtract
• 測量：? ? ? ? ?右鍵---measure?

2，新建項(xiàng)目

• New?

• Insert HFSS design?

• 項(xiàng)目改名并保存

• 設(shè)置模型單位：?? ??? ?Modeler---Units

3，設(shè)置常量

• 設(shè)置常量(PCB的長寬高)：HFSS---Design Properties

4，設(shè)計(jì)基板(整塊PCB)

• 點(diǎn)擊DrawBox ，畫到圖版上

• 設(shè)置Box屬性與尺寸

? ?
5，設(shè)計(jì)空氣

• 設(shè)計(jì)宗旨：空間大于(λ/4)

• 實(shí)例：以2.4G為例，λ=3/24=125mm，為了計(jì)算方便計(jì)算約124mm

• 點(diǎn)擊DrawBox ，畫到圖版上

• 設(shè)置Box屬性與尺寸

? ?

• 設(shè)置邊界條件：右鍵Air?Assign Boundary?Radiation，保留默認(rèn)設(shè)置按OK即可。

6，設(shè)計(jì)GND

• 點(diǎn)擊DrawBox ，畫到圖版上

• 設(shè)置Box屬性與尺寸

7，設(shè)計(jì)天線

• 點(diǎn)擊DrawBox ，畫到圖版上

• 設(shè)置天線Box屬性與尺寸

• 畫饋點(diǎn)：

  • 選定坐標(biāo)面，再點(diǎn)擊DrawRectangle ，畫面?

  • 選定此面右鍵---Assign Exciation---Lumped Port

? ?

? ??

• 設(shè)置饋點(diǎn)方向

• 設(shè)置饋點(diǎn)尺寸與位置

8，仿真

• 設(shè)置分析(Analysis)

  • ProjectManager窗口的Analysis右鍵---Add Solusion Setup

  • 設(shè)置求解頻率：在General頁的Solution Frequency 輸入頻率值2.4G

  • 設(shè)置網(wǎng)絡(luò)剖分：在General頁的Adaptive Solutionru

    • Maximum Number of Passes：?? ?最大迭代次數(shù)20

    • Maximum Deltaimum S：?? ??? ?收斂誤差0.02

  • 設(shè)置掃頻(sweep)：右鍵ProjectManager的Analysis的Setup1---Add Frequency Sweep
    

• 設(shè)置結(jié)果(Result)
  • 設(shè)置S11：?? ??? ?ProjectManager窗口的Results右鍵---Create Modal Solation Data Report---Rectangular Plot
  • 設(shè)置Smith：?? ?ProjectManager窗口的Results右鍵---Create Modal Solation Data Report---Smith Chart
  • 設(shè)置方向圖：?? ?
    • 輻射表面坐標(biāo)定義：xz為球坐標(biāo)系下φ=0°平面，xy為θ=90°平面。三維坐標(biāo)系表達(dá)0≤θ≤180、0≤φ≤360輻射球面。
    • 設(shè)置輻射表面：ProjectManager窗口的Radiation---Insert Far Field Setup---Infinite Sphere
    • 添加方向圖：?? ?ProjectManager窗口的Results右鍵---Create Modal Solation Data Report---3D Polar Plot

?? ? ? ? ? ? ? ? ?

• 鏈接：?
• 編譯：
• 設(shè)置變量：
  • ProjectManager窗口的Optimetrics右鍵---Add---Parametric

四，天線端調(diào)試流程

1，準(zhǔn)備設(shè)備

• 網(wǎng)絡(luò)分析儀(用于看S11、Smith等指標(biāo))

• 頻譜儀(用于查看方向圖)

• SMA同軸線(50歐姆)

• 3種基準(zhǔn)負(fù)載端子：open、short、load(50歐姆)

2，網(wǎng)絡(luò)分析儀---設(shè)置頻率

• 我們測試的是GSM(800M/1800M)和2.4G天線，所以頻率范圍500~3000MHz
• 按“START”---按數(shù)字500---按“M/u”
• 按“STOP”---按數(shù)字3000---按“M/u”

3，網(wǎng)絡(luò)分析儀---校正

• 按“CAL”---選菜單“CALIBRATE MENU”---選菜單“S11(1-PORT)”
• 分別安裝基準(zhǔn)負(fù)載端子(open、short、load)，按相關(guān)菜單按鍵
• 確認(rèn): 選擇菜單“Done 1-PORT CAL”

4，網(wǎng)絡(luò)分析儀---看指標(biāo)

• S11：按按鍵“FORMAT”默認(rèn)指標(biāo)就是S11.
• SmithChart：按按鍵“FORMAT”選擇菜單“MITHCHART”

5，網(wǎng)絡(luò)分析儀---設(shè)置Mark點(diǎn)

• 按按鍵“MKR”，按數(shù)值，再操作菜單選擇Mark索引。

6，網(wǎng)絡(luò)分析儀---數(shù)據(jù)保存

• 用于數(shù)據(jù)比對(duì)，按按鍵“DISPLAY”，選擇菜單“DATAMEMORY”

7，頻譜儀---查看天線方向圖
8，頻譜儀---查看射頻信號(hào)發(fā)送脈寬

• 設(shè)置中心頻率：按”CENTER FREQ”---設(shè)定數(shù)值---按單位鍵結(jié)束
• 設(shè)置掃頻范圍：一般100Mhz，按”FREQ SPAN”---設(shè)定數(shù)值---按單位鍵結(jié)束
• 顯示最大功率點(diǎn)：按”TRACE A”---按屏幕對(duì)應(yīng)按鍵”Max Hold”
• 定位最大功率頻率：按按鍵”PEAK”
• ?-----以上操作只是確認(rèn)相應(yīng)頻率與功率-----
• 設(shè)置掃頻為0：按”FREQ SPAN”---設(shè)定數(shù)值---按單位鍵結(jié)束
• 查看動(dòng)態(tài)圖像：按”TRACE A”---按屏幕對(duì)應(yīng)按鍵”WRITE A”
• 查看靜態(tài)圖像：按”TRACE A”---按屏幕對(duì)應(yīng)按鍵”VIEW A”
• 縮放：動(dòng)態(tài)圖像時(shí)按按鍵”CPL”---轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕”SWP”.

五，芯片端調(diào)試流程

1，準(zhǔn)備設(shè)備

• 頻譜儀(用于查看方向圖)

2，下載發(fā)送載波固件
3，設(shè)置頻率
4，查看損耗
?

?

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的徐松亮硬件教学-微波天线设计-基于HFSS软件的天线设计流程的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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