HƯỚNG DẪN MÔ PHỎNG ANTEN DIPOLE BẰNG HFSS, BAO GỒM CHI TIẾT CÁC THÔNG SỐ, CÁC BƯỚC VẼ TẠO BIÊN HOẠT ĐỘNG CẤP ĐIỆN MÔ PHỎNG, GIẢI THÍCH CÁC KẾT QUẢ, GIẢI THÍCH ĐỒ THỊ ĐẠT ĐƯỢC NHƯ ĐỒ THỊ SMITH, ĐỒ THỊ S(1,1) LÀ GÌ Ý NGHĨA VÀ KẾT LUẬN
Trang 1Mô phỏng anten Dipole với HFSS
Nhóm 3
1 Lưu Văn Đức 20172482
2 Phan Việt Dũng 20172496
3 Lê Văn Cường 20182398
4 Nguyễn Thiện Đăng 20182409
5 Nguyễn Đăng Anh Dũng 20182442
6 Trần Thế Ring 20172783
Mô phỏng anten Dipole =
Phân tích:
Tần số = = 29,9762
Trang 2· Tạo project mới
HFFS cho phép chúng ta định
trước các tham số để dễ dàng tối
ưu và thay đổi về sau Bằng cách
tìm HSFF Design Properties
Click Add, nhập tên vào ô 2, lựa chọn kiểu đơn vị ở ô 3 là Length, tiếp theo chọn đơn vị là mm, nhập giá trị ở ô 5, cuối cùng click vào OK.
Trang 3Tương tự với các thông số khác:
· Thiết kế
Chúng ta sẽ bắt đầu bằng cách tạo phần tử lưỡng cực bằng nút Draw Cylinder
Chọn 3 điểm tùy ý bên trong vùng vẽ
Trang 4Thấy ngay xuất hiện ở thanh bên trái đối tượng mới có tên là Cylinder1
Nhấp đúp vào Cylinder1, đặt tên cho đối
tượng này là dip1, vật liệu là PEC (Perfect
Electric Conductor – dây dẫn điện hoàn hảo)
Ngoài ra bạn có thể đổi màu sắc trong Color
và độ trong suốt dưới Transparent
Tiếp tục click đúp vào CreateCylinder
Trang 5Center Position: Vị trí tâm của mặt đáy, mình sẽ để nó dọc theo trục Z
nên sẽ là 0,0,gap/2
Axis: Trục sẽ gióng theo, ở đây là Z
Radius: bán kính, chính là bán kính dipole
Height: chiều cao hình trụ, là chiều cao của mỗi lưỡng cực
Như vậy chúng ta đã có được lưỡng cực đầu tiên
Giờ chỉ cần tạo ra bản sao của nó và xoay ngược
lại thôi
Lựa chọn đối tượng dip1, chọn
Edit>Duplicate>Around Axis
Quay 180 độ theo trục Z OK
Đổi tên đối tượng mới là dip2
Trang 6· Cấp nguồn
Ở đây chúng ta sẽ tạo Lumped Gap Source Bằng cách vẽ hình chữ nhật trên mặt
phẳng YZ
Trang 7Ở cửa số Project tiếp tục vào Excitations>Assign>Lumped Port,
Ở cửa sổ General hiện ra, đặt tên cho port và giữ nguyên các thông số Next
Trang 8Chọn New Line ở cửa số Modes tiếp theo
Nhấp chuột trái để xác định điểm gốc của vectơ trường E Di chuyển con trỏ đến tâm
trên cùng của cổng Nhấp chuột trái để kết thúc vectơ trường E Click Finish
Trang 9· Tạo không gian mô phỏng
Không gian mô phỏng càng lớn thì thời gian sẽ càng lâu Đối với anten dipole,
Boundary tối thiểu sẽ có dạng hình trụ bán kính là 0.4*lambda, chiều cao là
1.2*lambda
Vật liệu sẽ là AIR và nhớ tăng độ trong suốt của đối tượng.
Kích thước: Để có kết quả tốt nhất, độ rộng của không gian sẽ là lambda/4
Trang 10Xong Giờ cần phải cho phần mềm biết đây sẽ là không gian mô phỏng
Nếu không có, phải chuột vào thanh công cụ và tìm bật 3D Modeler Selection Mode
Ở trên thanh công cụ, chuyển sang chế độ Face để lựa chọn từng mặt thay cho cả đối
tượng Click vào biểu tượng ở bên cạnh , chọn đối tượng boundary đó, giữ
Ctrl và chọn tất cả các mặt ở bên phải, OK
Trang 11Sau khi chọn các mặt xong, ở khung Project bên phải nhấp phải chuột vào
Boundaries>Assign>Radiation Có thể đổi tên nếu muốn và nhấn OK
Trang 12Đặt các thông số, OK
Để xem đáp ứng tần số của cấu trúc, phải xác định tần số quét Từ của sổ Project
chọn Setup1 à Add Sweep.
Trang 13Điền các thông số
Trang 1414 Check lại để xem có lỗi gì không
Nếu không thì sẽ tiến hành mô phỏng, sẽ mất 5-20p tùy máy tính
Trang 15· Đồ thị S(1,1)
Ở khung Project, Từ Result chọn Create Modal Solituon Data Report à
Rectangular Plot
Trang 16Nhận thấy đồ thị S(1,1) đi xuống ở 29,6493 GHz cho thấy hoạt động khá tốt Dải tần hoạt động ổn định là từ 28,1062Ghz cho tới 31.3327Ghz
· Hệ số sóng đứng
Tương tự như S(1,1) nhưng lựa chọn:
Hệ số sóng đứng điện áp tại tần số mô phỏng đạt được là 1.4160 là rất tốt, chỉ khoảng 4% năng lượng truyền tới anten bị phản xạ lại VSWR có giá trị từ 1.1 tới 1.5 được coi là tuyệt vời, giá trị từ 1.5 tới 2.0 được coi là tốt, và các giá trị cao hơn 2.0 có thể không chấp nhận được
Trang 17· Đồ thị Smith
Giống như trên nhưng chọn Smith Chart
Thấy được tại tần số mô phỏng, trở kháng vào là Z=50*1,4152=70,70
Trang 18· Đồ thị bức xạ
Từ khung Project chọn Radition à Insert Far Field Setup à Infinite Sphere
Hoàn thiện các thông số
Quay lại khung Project, Creat Far Fields Report à Radition Pattern