平面WR90矩形波导天线阵列示意图
对于阵列天线一类的平面周期性结构问题,在HFSS中建模时不需要创建整个天线阵的模型,只需要创建单个阵元模型,然后结合主从边界条件和Floquet激励端口设置便可以构造并计算出由任意多个阵元组成的天线阵的性能。
阵列天线的阵元模型由阵元和自由空间两部分组成。本例中的阵元是一个横截面尺寸为0.4英寸×0.9英寸的WR90矩形波导,在xoy平面上规则排列,沿x轴方向排列的阵元间距为0.5英寸,沿y轴方向排列的阵元间距为1.0英寸。因此,阵元模型可以由两个长方体模型组成,一个用于模拟截面尺寸为0.4英寸×0.9英寸的矩形波导,一个用于模拟截面尺寸为0.5英寸×1.0英寸的自由空间,模拟矩形波导阵元和自由空间的长方体的高度都取1英寸。
自由空间模型的上表面需要设置为Floquet端口激励,用于模拟周期性表面的辐射问题;Floquet端口的A、B坐标轴方向必须和阵元排列方向一致,扫描角或相位延迟需要和主从边界条件设置的扫描角或相位延迟保持一致。自由空间模型的四壁需要设置为主从边界条件;4个表面共有两组主从边界条件,前后两侧表面为一组主从边界条件,左右两侧表面为一组主从边界条件;同一组主从边界表面,其 U、V 坐标轴方向必须完全一致,扫描角或相位延迟需要和 Floquet 激励端口设置的扫描角或相位延迟保持一致。
1.设置当前设计为模式驱动求解类型
2.默认长度单位为英寸
3.创建波导模型
4.创建自由空间模型
建模如下图
5.矩形波导设置为理想电边界条件
6.在空气模型左右两面设置主从边界条件
注:U方向沿Z轴也可
7.同样步骤在空气模型前后两面设置主从边界条件
注:U方向沿Z轴也可
8.为矩形波导底面设置波端口激励
9.设置空气模型上表面为Floquet端口激励
一直【下一页】直到【完成】。
注意:
在HFSS中,用户可以借助于Modes Calculator很方便地确定激励场。
Attenuation项对应不同场模式一个长度单位的衰减量,当时设计设置的默认长度单位是英寸(in),所以对应的是1 英寸距离的衰减量 。
至此,建模完成。