单独天线的性能与安装至一定应用场景中天线的性能(飞机、车辆、卫星等)有很大区别,分析这类装载到应用环境中的天线时,需要考虑环境和载体对天线指标的影响,验证天线的设计是否满足实际需要,并根据仿真结果来调整天线的安装位置,寻找最佳的天线性能布局方案,这个过程称之为天线布局和优化设计,比如机载天线、星载天线以及车载天线布局等。
天线布局分析场景中,天线往往是电小尺寸的,而载体或工作环境等为电大尺寸,甚至超电大尺寸。面对这类超电大尺寸问题时,全波算法(FEM)已不再适用(仿真效率低、硬件要求高等),而需要借助高频算法。
HFSS中集成的SBR+算法刚好适用于天线布局、信号覆盖以及场景感知等电大尺寸问题的求解。SBR+求解器进行天线布局仿真分析时,可以采用导入天线源的方式进行,而天线源的导入方式有多种,咱们细细道来。
天线布局仿真时如何导入天线源?
方式一:通过3D Component导入
将天线源以3D Component形式导入环境或载体仿真设计中。该方式可分解为两步:
将天线源以3D Component形式导入载体仿真设计中时,需注意两点:第一、源天线设计的求解类型与载体仿真设计的求解类型需保持一致,例如源天线设计的求解类型为Modal或Terminal,则载体设计的求解类型亦需要设置为Modal或Terminal;第二、载体仿真设计中的大金属片体需先设置为导体边界(Perfect E或者finite conductivity),然后再将该大金属片体设置为SBR+混合求解域(SBR+ Hybrid Region)。
方式二:通过链接方式导入
完成链接设置后,将会在导航树的3D Component节点下挂出天线源设计的节点,同时Excitations节点下挂出场源的节点。由于天线的惠更斯面近场信息要比远场方向图信息更全面,因此建议链接场的类型采用近场。
方式三:导入场数据
在天线布局、天线耦合、信号覆盖以及场景感知等电大尺寸问题的仿真中,天线源的导入有三种:3D Component导入、链接设计文件以及场数据导入。3D Component导入方式是直接导入天线源模型实体,可以实现双向耦合,若以精度优先,则推荐采用此种方式。而链接设计文件和场数据导入均以场的形式导入载体仿真设计中,属于单向耦合,若更关注仿真效率,则推荐采用此两种方式,其中链接方式导入天线源时,推荐链接的场类型为近场。
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