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本分會(huì)場(chǎng)將圍繞天線仿真軟件 HFSS 的深度應(yīng)用展開研討，分享HFSS及Ansys散熱、結(jié)構(gòu)等相關(guān)軟件在天線行業(yè)中的最佳設(shè)計(jì)與實(shí)踐案例。議題涵蓋： 天線AI優(yōu)化與智能設(shè)計(jì) 濾波器輔助設(shè)計(jì)方法 陣列天線仿真新技術(shù)與功能 天線多物理場(chǎng)與場(chǎng)景級(jí)電磁仿真 本次分會(huì)場(chǎng)旨在幫助天線工程師拓展仿真視野，洞悉行業(yè)前沿趨勢(shì)，探索創(chuàng)新設(shè)計(jì)的無限可能。

仿真結(jié)果分析表明：地面接收天線適合布置在正對(duì)活動(dòng)平臺(tái)透波口位置；可將其他頻段接收天線布置在靠近平臺(tái)兩側(cè)位置；考慮復(fù)雜環(huán)境繪制的箭上耦合天線方向圖可提升地面仿真的覆蓋性。

無需實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)航天器或天線即可有效控制無線電波束的能力是FreeFall方法的關(guān)鍵點(diǎn)之一。HFSS能夠?qū)ο辔缓驼穹雀鞣N量進(jìn)行快速網(wǎng)格劃分和參數(shù)化調(diào)整，為天線仿真與設(shè)計(jì)提供高效的流程。 Pat指出：“Ansys使確定正確網(wǎng)格的流程在一定程度上實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。因此，這就和設(shè)計(jì)天線并定義合適的邊界條件一樣簡單。10次中約有9次都可以使用自動(dòng)確定的默認(rèn)網(wǎng)格劃分。”

仿真思路 采用HFSS全三維電磁場(chǎng)仿真軟件，導(dǎo)入汽車車體三維模型和天線模型，利用HFSS FEM和SBR+算法結(jié)合，保證計(jì)算結(jié)果精確性及高效率，仿真天線布局后的性能、及輻射近場(chǎng)分布情況

來源：科學(xué)與技術(shù) 作者：蔣瑞 高天一 關(guān)鍵字：相控陣?yán)走_(dá) 天線冷板 散熱仿真 本文根據(jù)某機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)天線艙內(nèi)的空間布局，對(duì)天線冷板進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并運(yùn)用有限元體積法的Icepak軟件對(duì)三維模型進(jìn)行散熱效能仿真，對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析，驗(yàn)證了冷板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足了相控陣?yán)走_(dá)天線陣面發(fā)熱插件通風(fēng)散熱要求。

02HFSS陣列天線模型 本文省略陣列天線的建模過程，以HFSS自帶的偶極子陣列天線為例進(jìn)行示范，該模型文件路徑位于AnsysEM安裝盤目錄的\AnsysEM\Win64\Examples\HFSS\Antennas； 如下圖所示，該陣列天線模型帶有槽狀反射板，由五個(gè)印刷偶極子天線單元組成；03仿真求解設(shè)置技巧 用HFSS

02HFSS陣列天線模型 本文省略陣列天線的建模過程，以HFSS自帶的偶極子陣列天線為例進(jìn)行示范，該模型文件路徑位于AnsysEM安裝盤目錄的\AnsysEM\Win64\Examples\HFSS\Antennas； 如下圖所示，該陣列天線模型帶有槽狀反射板，由五個(gè)印刷偶極子天線單元組成；03仿真求解設(shè)置技巧 用HFSS

主題二：《CST 相控陣天線仿真方案》 30分鐘內(nèi)容簡介：展示CST在衛(wèi)星通訊相控陣天線的設(shè)計(jì)流程，主要包含：在Array Task中設(shè)置用于圓極化的子陣（sub array）、子陣的仿真分析以及全陣模型的仿真和分析。主題三：《CST陣列天線仿真培訓(xùn)》60分鐘內(nèi)容簡介：實(shí)操演示CST仿真相控陣天線的全流程。

在全波三維電磁仿真軟件中建立模型并設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，從而得到天線的電感結(jié)果如下所示：1）天線的半徑R1對(duì)電感的影響。半徑R1的改變可以直接影響天線圍成的有效面積，對(duì)整個(gè)電磁場(chǎng)的影響很大。根據(jù)上述參數(shù)，可以固定線寬和匝數(shù)不變，設(shè)置半徑R1從35mm到45mm范圍變化，仿真結(jié)果如圖4所示。

團(tuán)隊(duì)還能夠使用仿真來了解制造公差和材料變化對(duì)設(shè)計(jì)的影響。工程師使用仿真工具來設(shè)計(jì)、驗(yàn)證和優(yōu)化天線陣列、天線單元和波束成形組件。他們還可以對(duì)天線與整個(gè)系統(tǒng)的交互方式進(jìn)行仿真。全面、易用且準(zhǔn)確的高頻電磁學(xué)有限元工具，如Ansys HFSS高頻電磁仿真軟件，適用于相控陣列天線的幾乎所有電磁相關(guān)環(huán)節(jié)。憑借強(qiáng)大的網(wǎng)格劃分、并行求解器和專為陣列創(chuàng)建的工作流程，該軟件堪稱組件和系統(tǒng)級(jí)建模的黃金標(biāo)準(zhǔn)。

本文基于相位補(bǔ)償超表面技術(shù)，充分依托仿真軟件FEKO、HFSS以及CST，開展天線增益提高的仿真實(shí)踐，一步步拆解基于相位補(bǔ)償超表面的天線增益提高的實(shí)施過程。不同于傳統(tǒng)的科研論文，文章不僅會(huì)介紹相關(guān)理論、設(shè)計(jì)以及結(jié)果，更會(huì)全面介紹設(shè)計(jì)過程依賴的仿真軟件、如何設(shè)置以及源代碼的介紹，幫助讀者在理論理解的基礎(chǔ)上，立即開展仿真實(shí)踐，以便快速進(jìn)入研究狀態(tài)。

接著我們嘗試使用柱面近場(chǎng)進(jìn)行仿真反演。相比平面場(chǎng)，它能更好地還原低增益天線的完整輻射特性，特別適合陣列天線、基站天線等具有環(huán)繞輻射需求的應(yīng)用。我們?cè)O(shè)置了一個(gè)±45度掃描角度，發(fā)現(xiàn)仿真結(jié)果在主瓣和部分副瓣區(qū)域都與預(yù)期非常吻合。

天線設(shè)計(jì)該天線設(shè)計(jì)了一種介質(zhì)諧振器天線，天線結(jié)構(gòu)如圖3所示，圖3(a)是天線的三維結(jié)構(gòu)圖，可以看到該天線是由一個(gè)介質(zhì)諧振器，一條微帶線，一層介質(zhì)基板和一個(gè)接地面構(gòu)成，圖3(b)是天線俯視圖。仿真結(jié)果分析天線的S參數(shù)能夠準(zhǔn)確反映電磁波傳遞過程種的反射情況。

單元設(shè)計(jì)這里方便起見，采用背饋的微帶天線，模型如下本文設(shè)計(jì)在73.5GHZ左右，經(jīng)過不斷優(yōu)化仿真，得到回?fù)軗p耗如下圖上圖可知，-10db帶寬為71GHz---76.5GHz天線單元的增益比較重要，太小的話會(huì)影響天線陣列的性能，根據(jù)相關(guān)理論，天線單元沒翻倍，增益將增加3dB左右，當(dāng)然這是在理想情況下，也就是耦合很小情況。