实验一.Designer电磁仿真软件学习

实验一、Designer电磁仿真软件学习

一、实验目的

Designer电磁仿真软件中天线模型的建立和仿真

二、实验内容

同轴探针馈电的矩形微带贴片天线

三、实验原理

．天线谐振频率：fmnLW1cos2．天线馈电点位置：x，

y r2

四、实验步骤

1．设置平面电磁仿真

① 点击开始按钮，选择程序>Ansoft > Designer，点击Ansoft Designer； ② 选择菜单Project >Insert Planar EM Design；

③ 在Choose Layout Technology对话框中选择None

2．插入层

① 选择菜单Layout>Layers打开编辑图层对话框，点击Stackup标签； ② 插入一个无限大的地面层：在叠层对话框中，单击Add Layer，在Name列表中键入ground，在Type列表中选择metalized signal；

③ 插入一个无限大的介质层：在叠层对话框中，单击Add Layer，在Name列表中键入substrate，在Type列表中选择dielectric；

④ 修改介质的材料及厚度：单击Material菜单中介质层对应的Rogers按钮打开材料定义对话框，在Material列表的Search Parameters框中输入FR4，点击确定按钮；在Thickness列表介质层对应的位置输

入1.6mm，点击确定按钮；

⑤ 插入图层：在叠层对话框中，单击Add Layer，在Name列表中键入

trace，在Type列表中选择signal

3．绘制模型

① 切换活动层为Trace：选择菜单Layout>Layers，选择Trace层； ② 绘制一个矩形：选择菜单Draw>Primitive>Rectangle；拖动鼠标绘制一个矩形，双击矩形通过修改左下角点的坐标(-10,-10)和右上角点的坐标(10,10)来改变矩形位置、大小；

③ 绘制一个过孔：选择菜单Draw>Via，鼠标移至所绘制矩形中单击左键，双击绘制的过孔，通过修改Hole Diameter(1mm)和Location (-3.5mm,0mm)来改变过孔的大小、位置

4．分配端口

在Project Manger窗口依次展开Project、PlanarEM1、Model、Vias，选中LayoutVia1,单击右键选择Properties打开过孔属性对话框，在Low layer标签的Excitation Type列表中选择coaxial excitation，单击确定

5．设置平面电磁分析

① 增加分析设置：选择菜单Planar EM>Analysis Setup>Add Solution Setup打开Setup对话框，在Meshing Parameter标签Fixed Mesh的频率设置为6GHz；

② 增加扫频：选择菜单Planar EM>Analysis Setup>Add Frequency

Sweep打开Sweep 1对话框；Sweep Description列表中选中默认扫描单击Delete，Type列表中选择Interpolating，Specify Frequency Sweep列表中选择Linear Step，在Start, Stop和Step框中分别输入1GHz, 6GHz和0.02GHz，依次点击Add和确定按钮

6．分析、保存工程

① 分析：选择菜单Planar EM>Analyze；

② 保存工程：选择菜单File>Save打开保存对话框，输入文件名称Probe Antenna，点击保存按钮

7．创建报告

① 创建S参数曲线

a) 选择菜单Planar EM>Results>Create Report打开创建报告窗口，

Report Type选择Standard，Display Type选择Rectangle Plot，单击OK打开轨迹窗口；

b) Context对话框Solution选择Setup 1 Sweep1，Y标签Category、

Quantity和Function分别选择S Parameter，S(Port1,Port1)和dB，依次点击Add Trace和Done按钮（设计天线的仿真频率为

3.44GHz）

② 创建方向图和增益图

a) 增加离散扫频：在Project Manger窗口依次展开Probe Antenna、PlanarEM1、Analysis，选中Setup 1单击右键选择Add Frequency Sweep打开扫频对话框，Sweep Description列表中选中默认扫描单击Delete，Type列表中选择discrete,并在Generate Surface Current选项打勾，Specify Frequency Sweep列表中选择Linear Count，在Start, Stop和Step框中分别输入3.41GHz, 3.5GHz和10，依次点击Add和OK按钮；

b) 分析：在Project Manger窗口PlanarEM1列表展开Setup 1选中

Sweep 2单击右键选择Analyze；

c) 创建方向图：在Project Manger窗口PlanarEM1列表选中Results

单击右键选择Create Report打开创建报告窗口，Report Type选择Far Field，Display Type选择3D Polar Plot，单击OK按钮打开轨迹窗口，Context对话框Solution选择Setup 1 Sweep2，点击Sweeps标签，F选择3.44GHz, 点击Mag标签Category、Quantity和Function分别选择Gain，Gain Accepted和dB，依次点击Add Trace和Done按钮；

d) 创建增益图：在Project Manger窗口PlanarEM1列表选中Results

单击右键选择Create Report打开创建报告窗口，Report Type选择Far Field，Display Type选择Rectangle Plot，单击OK按钮打开轨

迹窗口，Context对话框Solution选择Setup 1 Sweep2，点击Sweeps标签选中第一行单击左键选择F，第二行Phi和第三行Theta分别去掉最右边All Values勾，都选为0deg，Y标签Category、Quantity和Function分别选择Gain，Gain Accepted和dB，依次点击Add Trace和Done按钮

五、实验报告

1．总结Designer中天线模型的建立和仿真过程的注意事项；

2．改变天线尺寸及馈电探针的位置，提交设计的矩形微带贴片天线的结构图和仿真结果。