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LTCC射频模块设计(HFSS)

基于HFSS矩形微带贴片天线的仿真设计报告

.. .. .. 矩形微带贴片天线的仿真设计 实验目的:运用HFSS的仿真能力对矩形微带天线进行仿真 实验容:矩形微带天线仿真:工作频率7.55GHz 天线结构尺寸如表所示: 名称起点尺寸类型材料 Sub -14.05,-16,0 28.1,32,0.794 Box Rogers 5880 (tm)GND -14.05,-16,-0.05 28.1,32,0.05 Box pec Patch -6.225,-8,0.794 12.45 , 16, 0.05 Box pec MSLine -3.1125,-8,0.794 2.49 , -8 , 0.05 Box pec Port -3.1125,-16,-0.05 2.49 ,0, 0.894 Rectangle Air -40,-40,-20 80,80,40 Box Vacumn 一、新建文件、重命名、保存、环境设置。 (1)、菜单栏File>>save as,输入0841,点击保存。 (2). 设置激励终端求解方式:菜单栏HFSS>Solution type>Driven Termin ,点击OK。

(3)、设置模型单位:3D Modeler>Units选择mm ,点击OK。 (4)、菜单栏Tools>>Options>>Modeler Options,勾选”Edit properties of new pri”, 点击OK。 二、建立微带天线模型 (1)、插入模型设计 (2)、重命名

输入0841 (3)点击创建GND,起始点:x:-14.05,y:-16,z:-0.05,dx:28.1,dy:32,dz:0.05 修改名称为GND, 修改材料属性为 pec, (4)介质基片:点击,:x:-14.05,y:-16,z:0。dx: 28.1,dy: 32,dz: 0.794, 修 改名称为Sub,修改材料属性为Rogers RT/Duriod 5880,修改颜色为绿色,透明度0.4。

WiFi射频电路设计

WiFi产品的电路设计 I. 前言 这是一篇针对性很强的技术文章。在这篇文章中,我只是分析研究了Wi-Fi产品的一般射频电路设计,而且主要分析的是Atheros 和Ralink的解决方案,对于其他厂 商的解决方案并没有进行研究。 这是一篇针对性很不强的技术文章。在这篇文章中,我研究,讨论了Wi-Fi产品中的射频电路设计,包括各个组成部分,如无线收发器,功率放大器,低噪声放大器,如果把这里的某一部分深入展开讨论,都可以写成一本很厚的书。 这篇文章具有一般性。虽然说这篇文章主要分析了Atheros和Ralink的方案,但是这两家厂商的解决方案很具有代表性,而且具有很高的市场占有率,因此,大部分Wi-Fi 产品也必然是具有一致或者类似的架构。经常浏览相关网站的人一定知道,在中国市场热卖的无线路由器,无线AP很多都是这两家的解决方案。 这篇文章具有一定的实用性。这篇文章的编写是基于我们公司的二十余种参考设计电路,充分吸收了参考设计的精华,并提取其一般性,同时,本文也重在分析实际的电路结构和选择器件时应该注意的问题,并没有进行深入的理论研究,所以,本 文具有一定的实用性。 这篇文章是我在自己的业余时间编写的(也可以说我用这种方式消磨时间),如果这篇文章能够为大家的工作带来一点帮助,那将是我最高兴的事。由于时间有限,编写者水平更加有限,错误之处在所难免,欢迎大家批评指正。 第1章. 射频设计框图 做技术的,讲解某个设计的原理时,都会从讲解框图开始,本人也不例外,先给大家展示一下Wi-Fi产品的一般射频设计框图。

图1-1 Wi-Fi产品的一般射频设计框图 如图1-1所示,一般Wi-Fi产品的射频部分由五大部分组成(这是我个人的见解,不同的工程师可能会有不同的想法),蓝色的虚线框内统一看成是功率放大器部分。无线收发器(Radio Transceiver)一般是一个设计的核心器件之一,除了与射频电路的关系比较密切以外,一般还会与CPU有关,在这里,我们只关注其与射频电路相关的一些内容。发送信号时,收发器本身会直接输出小功率的微弱的射频信号,送至功率放大器(Power Amplifier,PA)进行功率放大,然后通过收发切换器(Transmit/Receive Switch)经由天线(Antenna)辐射至空间。接收信号时,天线会感应到空间中的电磁信号,通过切换器之后送至低噪声放大器(Low Noise Amplifier,LNA)进行放大,这样,放大后的信号就可以直接送给收发器进行处理, 进行解调。 在后续的讲解中,我会将图1-1中的各个部分逐个展开,将每一个都暴露在大家眼前,也会详细讲解每一部分的设计,相信大家在认真仔细的阅读这篇文档之后,就可以对射频的各个组成部分有一个比较清晰的认识。 第2章. 无线收发器 我把无线收发器(在本章的以下内容中简称收发器)放在了第一个模块,主要原因就是因为,它一般会是一个设计的核心器件之一,有的时候还可能集成在CPU上,就会是一个设计中的最重要的芯片,同时,理所当然,收发器的重要性决定了它的外围电路必然很复杂,实际上也是如此。而且,如果没有参考设计,完全由我们自主设计的时候,这颗芯片也是我们应该放在第一优先的位置去考虑,这颗芯片从根本上决定着整个设计的无线性能。这样,这一部分的设计讲解起来会比较困难,可 是还是想最先讲解这里。 收发器通常会有很多的管脚,在如图2-1中,我只给出了射频电路设计时会关注的管脚,可以看到,有几个电源管脚,数字地,模拟地(PLL,VCO),射频输出,

基于HFSS的天线设计

一、实验目的 ?利用电磁软件An soft HFSS设计一款微带天线。 ?微带天线要求:工作频率为2.5GHz带宽(回波损耗S11<-10dB)大于5% ?在仿真实验的帮助下对各种微波元件有个具体形象的了解。 二、实验原理 1、微带天线简介 微带天线的概念首先是由Deschamps于1953年提出来的,经过20年左右的 发展,Munson和Howell于20世纪70年代初期制造出了实际的微带天线。微带天线由于具有质量轻、体积小、易于制造等优点,现今已经广泛应用于个人无线通信中。 图1是一个简单的微带贴片天线的结构,由辐射源、介质层和参考地三部分 组成。与天线性能相关的参数 包括辐射源的长度L、辐射源的宽度W介 质层的厚度h、介质的相对介电常数r和 损耗正切tan、介质层的长度LG和宽度WG 图1所示的微带贴片天线是 图1:微带天线的结构 采用微带天线来馈电的,本次将要设计的 矩形微带贴片天线采用的是同轴线馈电,也就是将同轴线街头的内心线穿过参考地和介质层与辐射源相连接。 对于矩形贴片微带天线,理论分析时可以采用传输线模型来分析其性能,矩形贴片微带天线的工作主模式是TM10模,意味着电场在长度L方向上有g/2的 改变,而在宽度W方向上保持不变,如图2 (a)所示,在长度L方向上可以看做成有两个终端开路的缝隙辐射出电磁能量,在宽度W方向的边缘处由于终端开路,所以电压值最大电流值最小。从图 2 (b)可以看出,微带线边缘的电场可 以分解成垂直于参考地的分量和平行于参考地的分量两部分,两个边缘的垂直电场分量大小相等、方向相反,平行电场分量大小相等,方向相反;因此,远区辐射电场垂直分量相互抵消,辐射电场平行于天线表面。

用Sonnet Agilent HFSS设计微带天线概要

用Sonnet & Agilent HFSS设计微带天线 摘要:以一同轴线底馈微带贴片为题材,分别用Sonnet 软件及Agilent Hfss 软件进行Simulate,分析其特性。并根据结果对这两个软件作一比较。 天线模型: 天线为微带贴片天线,馈电方式为50Ω同轴线底馈,中心频率3GHz ξ=,尺寸56mm*52mm*3.175mm 基片采用Duroid材料 2.33 r Patch :30mm*30mm 馈电点距Patch中心7mm处。 参见下图。 一.Sonnet 参数设置如下图:

介质层按照天线指标予以设置: 画出Antenna Layout.

Top view Bottom view 其中箭头所指处为via,并在GND层加上via port. 即实现了对Patch的底馈。 至此,Circuit Edit完成。下一步对其进行模拟。Array模拟结果: S11,即反射系数图:

可见中心频率在3G附近,。 进一步分析电流分布: 在中心频率的附近,取3G,3.1G作表面电流分布图:

可见,在中心频率的电流分布较为对称。符合设计的要求。 远区场方向图: 选取了若干个频率点绘制远区场增益图。从中可以看到,中心频率的增益较边缘为大。 符合设计的要求。

二.Agilent Hfss Agilent Hfss (high frequency structure simulator)是AGILENT公司的一个专门模拟高频无源器件的软件。较现在广泛应用的ANSOFT HFSS功能类似,但操作简单明了。能在平面结构上建模天线不同,Agilent Hfss可以精确地定义天线的立体结构。并可将馈电部分考虑在模拟因素内,按要求设定辐射界面,等等。可能在本文的例子中,由于结构比较简单,并不能充分体现这一点,但也应可见一斑。 本例与HFSS HELP中所附带的例子较为类似,因此我参照HELP文件,在HFSS5.6环境下较为顺利的完成了模拟。 用HFSS模拟天线,主要分Draw Model、Assign Material、Define Boundary、Solve、Post Process 五个步骤: ⒈Draw Model: HFSS采用的是相当流行的AUTOCAD的ENGINE,因此绘制方法与AUTOCAD大同小异,这里不在赘述。我先分Air Box、Substrate Box、Coax Line、Patch几个部分画好模型。其中COAX LINE 包括内导体(圆柱)及外层介质及外导体(环柱);PATCH为一平面矩形,AIR BOX、SUBSTRATE BOX 为长方体。 同时,由于基板,同轴线之间会有重叠,所以应用3D OBJECTS 菜单中的Subtract命令将 重叠部分减去。

RF射频电路设计

RF电路的PCB设计技巧 如今PCB的技术主要按电子产品的特性及要求而改变,在近年来电子产品日趋多功能、精巧并符合环保条例。故此,PCB的精密度日高,其软硬板结合应用也将增加。 PCB是信息产业的基础,从计算机、便携式电子设备等,几乎所有的电子电器产品中都有电路板的存在。随着通信技术的发展,手持无线射频电路技术运用越来越广,这些设备(如手机、无线PDA等)的一个最大特点是:第一、几乎囊括了便携式的所有子系统;第二、小型化,而小型化意味着元器件的密度很大,这使得元器件(包括SMD、SMC、裸片等)的相互干扰十分突出。因此,要设计一个完美的射频电路与音频电路的PCB,以防止并抑制电磁干扰从而提高电磁兼容性就成为一个非常重要的课题。 因为同一电路,不同的PCB设计结构,其性能指标会相差很大。尤其是当今手持式产品的音频功能在持续增加,必须给予音频电路PCB布局更加关注.据此本文对手持式产品RF电路与音频电路的PCB的巧妙设计(即包括元件布局、元件布置、布线与接地等技巧)作分析说明。 1、元件布局 先述布局总原则:元器件应尽可能同一方向排列,通过选择PCB进入熔锡系统的方向来减少甚至避免焊接不良的现象;由实践所知,元器件间最少要有 0.5mm的间距才能满足元器件的熔锡要求,若PCB板的空间允许,元器件的间距应尽可能宽。对于双面板一般应设计一面为SMD及SMC元件,另一面则为分立元件。 1.1 把PCB划分成数字区和模拟区 任何PCB设计的第一步当然是选择每个元件的PCB摆放位。我们把这一步称为“布板考虑“。仔细的元件布局可以减少信号互连、地线分割、噪音耦合以及占用电路板的面积。 电磁兼容性要求每个电路模块PCB设计时尽量不产生电磁辐射,并且具有一定的抗电磁干扰能力,因此,元器件的布局还直接影响到电路本身的干扰及抗干扰能力,这也直接关系到所设计电路的性能。

HFSS 天线设计实例

HFSS 天线设计实例 这是一种采用同轴线馈电的圆极化微带天线 切角实现圆极化 设计目标!(具体参数可能不精确,望大家谅解)主要讲解HFSS操作步骤! GPS微带天线:介质板:厚度:2mm,介电常数:2.2,大小:100mm*100mm 工作频率:1.59GHz,圆极化(左旋还是右旋这里不讲了哈),天线辐射在上半平面覆盖! 50欧同轴线馈电, 1、计算参数 首先根据经验公式计算出天线的基本参数,便于下一步建立模型。 贴片单元长度、宽度(正方形贴片长宽相等)、馈电点位置,分离单元长度.下表是经HFSS分析后选择的一组参数:

2、建立模型 首先画出基板50mm*50mm*2mm 的基板 起名为substrate 介电常数设置为如图2.2的,可以调整color颜色和transparent透明度便于观察 按Ctrl+D可以快速的使模型全可见!按住Ctrl+Alt键,拖动鼠标可以使3D模型自由旋转同理,我们画贴片:

1、在基板上画出边长65mm(假设用公式算出的是这么多)的正方形 2、起名为patch,颜色选绿色,透明度设为0。5 画切角是比较麻烦的 1、用画线条工具,画三线段,坐标分别是0.5.0, 5.0.0, 0.0.0 2、移动三角形,选中polyline1,选菜旦里edit\Arrange\move,先确定坐标原点或任一点为基准点,将三角形移动到左上角和贴片边沿齐平。 3、复制三角形,选中polyline1,选菜单里edit\arrange\duplicate\around axis,相对坐标轴复制,角度换成180,然后在右下角就出现了相对称的另一个三角形。 4、从patch上切掉对角上的分离单元polyline1和polyline1_1: 选中patch、polyline1和polyline1_1,选菜单里3D modeler\Boolean\Subtract 把polyline1和polyline1_1从patch上切掉最后剩下 先在介质板底面画一个100mm*100mm的正方形作为导电地板。起名为 ground 下面就是画馈源了:我们采用同轴线馈电,有两种建模方法: 1、在馈电点画一0.5mm的铜柱代表同轴线内导体,起名为feed 2、在介质板底面馈电点处画一1.5mm的圆,起名为port 3、复制port为port1,复制feed为feed1 4、复选port和feed1,执行菜单里3D Modeler\Boolean\Subtract,使port成为一个内径0.5mm外径1.5mm

结构设计规范-射频模块结构设计流程

武汉虹信通信技术有限责任公司 WRI_HX 0 修改记录 版本号 C/0 武汉虹信通信技术有限责任公司 管理文件 文件编号 HX/QI/0363 实施日期 2009.05.04 结构设计规范—射频模块结构设计流程 页次: 1/11 目 录 0、修改记录 1、 模块总体设计原则 2、 模块机电交互设计原则 3、模块结构设计原则之零件建模 4、模块结构设计原则 5、模块加工、包装 编制 吴卫华 审核 甘洪文 批准 余勋林

1 模块总体设计原则 1.1模块总体设计原则之TOP-DOWN设计 ?总纲领:自顶向下的设计原则,是整机布局设计的后续任务; ?现在做了哪些:列出设计原则,设计要点; ?哪些还不完善:范例还不完善,技术还在发展; ?后期怎么去做:完善范例,追踪技术发展方向。 1.1.1 在整机设计中考虑模块体量 ?长度和宽度由整机布局给出参考尺寸; ?厚度由PCB堆叠的层数确定,堆叠的PCB间如果有电源,信号或射频的硬连接, 此两PCB的板间距离由连接器的高度确定,合理选择较高器件的封装形式; ?模块长度、宽度、以及安装孔的距离尺寸取到模数尺寸,优选为0或5结尾,次选 为3和8结尾; ?模块的安装厚度(既安装孔处的厚度)按照虹信公司紧固件规范选用。 1.1.2 在整机设计中考虑接口方式 ?电源的接口方式,有直接的插座引出,有和监控合并后的多PIN座转接或盲插; ?监控的接口方式,有直接的DB9座引出,有和电源合并后的多PIN座转接或盲插;

?射频的接口方式,方向上分有垂直向上和水平方向,按与外部电缆连接分有螺口和 卡口,常用规格有SMA和SMB和N型,根据整机布局,整机的射频指标、频率 和功率等合理选取; ?其他接口方式,可以参考上述3点,合理选取。 1.1.3 在整机设计中考虑安装方式 ?模块的四个对角应有安装孔,大功率射频模块靠近放大管的部位需根据情况加一安 装孔; ?若模块安装在中蓝顶(或类似侧壁安装的情况),模块的安装孔平面不可相对模块 顶部下沉; ?规定M3,M4用在哪些地方(根据功率大小); ?固定PCB用的M2、M2.5如何选用,材质确定(蓝白锌和不锈钢)。 1.1.4在整机设计中考虑模块的外部散热条件 ?由于整机的体积功率密度的限制,以及模块排列的日益紧凑化,应有整机散热方案; ?射频模块由于布板和结构限制,从热源到热沉的传热通道存在哪些瓶颈; ?分配到模块的结壳热阻会影响到模块的尺寸和PCB布局方式; ?目前公司可行的方法是热测试和软件模拟,基本满足设计要求。 1.1.5 在整机设计中考虑模块运动检查 ?模块安装操作空间,插座接头操作安装空间; ?模块的外部接口需要连接其他单板和模块;有一直线方向的运动距离; ?射频电缆接头是否为直头或弯头或受指标限制必须为直头等因素决定接头的类型; ?供电和监控是带导向的盲插还是软跳线决定插头型号和方向,在《模块结构设计输 入文件表》中说明,见附件。

射频电路设计技巧

实用资料——射频电路板设计技巧成功的RF设计必须仔细注意整个设计过程中每个步骤及每个细节,这意味着必须在设计开始阶段就要进行彻底的、仔细的规划,并对每个设计步骤的进展进行全面持续的评估。而这种细致的设计技巧正是国内大多数电子企业文化所欠缺的。 近几年来,由于蓝牙设备、无线局域网络(WLAN)设备,和移动电话的需求与成长,促使业者越来越关注RF电路设计的技巧。从过去到现在,RF电路板设计如同电磁干扰(EMI)问题一样,一直是工程师们最难掌控的部份,甚至是梦魇。若想要一次就设计成功,必须事先仔细规划和注重细节才能奏效。 射频(RF)电路板设计由于在理论上还有很多不确定性,因此常被形容为一种「黑色艺术」(black art) 。但这只是一种以偏盖全的观点,RF电路板设计还是有许多可以遵循的法则。不过,在实际设计时,真正实用的技巧是当这些法则因各种限制而无法实施时,如何对它们进行折衷处理。重要的RF设计课题包括:阻抗和阻抗匹配、绝缘层材料和层叠板、波长和谐波...等,本文将集中探讨与RF电路板分区设计有关的各种问题。 微过孔的种类 电路板上不同性质的电路必须分隔,但是又要在不产生电磁干扰的最佳情况下连接,这就需要用到微过孔(microvia)。通常微过孔直径为0.05mm至0.20mm,这些过孔一般分为三类,即盲孔(blind via)、埋孔(bury via)和通孔(through via)。盲孔位于印刷线路板的顶层和底层表面,具有一定深度,用于表层线路和下面的内层线路的连接,孔的深度通常不超过一定的比率(孔径)。埋孔是指位于印刷线路板内层的连接孔,它不会延伸到线路板的表面。上述两类孔都位于线路板的内层,层压前利用通孔成型制程完成,在过孔形成过程中可能还会重叠做好几个内层。第三种称为通孔,这种孔穿过整个线路板,可用于实现内部互连或作为组件的黏着定位孔。 采用分区技巧 在设计RF电路板时,应尽可能把高功率RF放大器(HPA)和低噪音放

基于HFSS的天线设计教材

图1:微带天线的结构 一、 实验目的 ●利用电磁软件Ansoft HFSS 设计一款微带天线。 ◆微带天线要求:工作频率为2.5GHz ,带宽 (回波损耗S11<-10dB)大于5%。 ●在仿真实验的帮助下对各种微波元件有个具体形象的了解。 二、 实验原理 1、微带天线简介 微带天线的概念首先是由Deschamps 于1953年提出来的,经过20年左右的发展,Munson 和Howell 于20世纪70年代初期制造出了实际的微带天线。微带天线由于具有质量轻、体积小、易于制造等优点,现今已经广泛应用于个人无线通信中。 图1是一个简单的微带贴片天线的结构,由辐射源、介质层和参考地三部分组成。与天线性能相关的参数 包括辐射源的长度L 、辐射源的 宽度W 、介质层的厚度h 、介质 的相对介电常数r ε和损耗正切 δtan 、介质层的长度LG 和宽度 WG 。图1所示的微带贴片天线是采用微带天线来馈电的,本次将要设计的矩形微带贴片天线采用的是同轴线馈电,也就是将同轴线街头的内心线穿过参考地和介质层与辐射源相连接。 对于矩形贴片微带天线,理论分析时可以采用传输线模型来分析其性能,矩形贴片微带天线的工作主模式是TM10模,意味着电场在长度L 方向上有2/g λ的改变,而在宽度W 方向上保持不变,如图2(a )所示,在长度L 方向上可以看做成有两个终端开路的缝隙辐射出电磁能量,在宽度W 方向的边缘处由于终端开路,所以电压值最大电流值最小。从图2(b )可以看出,微带线边缘的电场可以分解成垂直于参考地的分量和平行于参考地的分量两部分,两个边缘的垂直电场分量大小相等、方向相反,平行电场分量大小相等,方向相反;因此,远区辐射电场垂直分量相互抵消,辐射电场平行于天线表面。

结构设计规范-射频模块结构设计流程

0 修改记录 武汉虹信通信技术有限责任公司WRI_HX

1 模块总体设计原则 1.1模块总体设计原则之TOP-DOWN设计 ?总纲领:自顶向下的设计原则,是整机布局设计的后续任务; ?现在做了哪些:列出设计原则,设计要点; ?哪些还不完善:范例还不完善,技术还在发展; ?后期怎么去做:完善范例,追踪技术发展方向。 1.1.1 在整机设计中考虑模块体量 ?长度和宽度由整机布局给出参考尺寸; ?厚度由PCB堆叠的层数确定,堆叠的PCB间如果有电源,信号或射频的硬连接, 此两PCB的板间距离由连接器的高度确定,合理选择较高器件的封装形式; ?模块长度、宽度、以及安装孔的距离尺寸取到模数尺寸,优选为0或5结尾,次选 为3和8结尾; ?模块的安装厚度(既安装孔处的厚度)按照虹信公司紧固件规范选用。 1.1.2 在整机设计中考虑接口方式 ?电源的接口方式,有直接的插座引出,有和监控合并后的多PIN座转接或盲插; ?监控的接口方式,有直接的DB9座引出,有和电源合并后的多PIN座转接或盲插;

?射频的接口方式,方向上分有垂直向上和水平方向,按与外部电缆连接分有螺口和 卡口,常用规格有SMA和SMB和N型,根据整机布局,整机的射频指标、频率 和功率等合理选取; ?其他接口方式,可以参考上述3点,合理选取。 1.1.3 在整机设计中考虑安装方式 ?模块的四个对角应有安装孔,大功率射频模块靠近放大管的部位需根据情况加一安 装孔; ?若模块安装在中蓝顶(或类似侧壁安装的情况),模块的安装孔平面不可相对模块 顶部下沉; ?规定M3,M4用在哪些地方(根据功率大小); ?固定PCB用的M2、M2.5如何选用,材质确定(蓝白锌和不锈钢)。 1.1.4在整机设计中考虑模块的外部散热条件 ?由于整机的体积功率密度的限制,以及模块排列的日益紧凑化,应有整机散热方案; ?射频模块由于布板和结构限制,从热源到热沉的传热通道存在哪些瓶颈; ?分配到模块的结壳热阻会影响到模块的尺寸和PCB布局方式; ?目前公司可行的方法是热测试和软件模拟,基本满足设计要求。 1.1.5 在整机设计中考虑模块运动检查 ?模块安装操作空间,插座接头操作安装空间; ?模块的外部接口需要连接其他单板和模块;有一直线方向的运动距离; ?射频电缆接头是否为直头或弯头或受指标限制必须为直头等因素决定接头的类型; ?供电和监控是带导向的盲插还是软跳线决定插头型号和方向,在《模块结构设计输 入文件表》中说明,见附件。

hfss设计天线范例

第二章创建项目 本章中你的目标是: √保存一个新项目。 √把一个新的HFSS设计加到已建的项目 √为项目选择一种求解方式 √设置设计使用的长度单位 时间:完成这章的内容总共大约要5分钟。 一.打开HFSS并保存一个新项目 1.双击桌面上的HFSS9图标,这样就可以启动HFSS。启动后的程序工作环境如图:

图2-1 HFSS工作界面 1.打开File选项(alt+F),单击Save as。2.找到合适的目录,键入项目名hfopt_ismantenna。 图2-2 保存HFSS项目 二.加入一个新的HFSS设计 1.在Project菜单,点击insert HFSS Design选项。( 或直接点击图标。)一个新的工程被加入到hfopt_ismantenna项目中,默认名为HFSSModel n。

图2-3 加入新的HFSS设计 2.为设计重命名。在项目树中选中HFSSModel1,单击鼠标右键,再点击Rename项,将设计重命名为hfopt_ismantenna。 图2-4 更改设计名

三.选择一种求解方式 1.在HFSS菜单上,点击Solution Type选项. 2.选择源激励方式,在Solution Type 对话框中选中Driven Mode项。 图2-5 选择求解类型图2-6 选择源激励方式 四.设置设计使用的长度单位

1.在3D Modeler菜单上,点击Units选项. 2.选择长度单位,在Set Model Units 对话框中选中mm项。 图2-5 选择长度单位图2-6 选择mm作为长度单位 第三章构造模型 本章中你的目标是: √建立物理模型。 √设置变量。 √设置模型材料参数 √设置边界条件和激励源 √设置求解条件 时间:完成这章的内容总共大约要35分钟。

HFSS的天线课程设计(20201005041508).docx

一、实验目的 ●利用电磁软件Ansoft HFSS 设计一款微带天线。 ◆微带天线要求:工作频率为,带宽( 回波损耗 S11<-10dB)大于 5%。 ● 在仿真实验的帮助下对各种微波元件有个具体形象的了解。 二、实验原理 1、微带天线简介 微带天线的概念首先是由 Deschamps于 1953 年提出来的,经过 20 年左右的发展, Munson和 Howell 于 20 世纪 70 年代初期制造出了实际的微带天线。微带天线由于具有质量轻、体积小、易于制造等优点,现今已经广泛应用于个人无线通信中。 图1 是一个简单的微带贴片天线的结构,由辐射源、介质层和参考地三部分组成。与天线性能相关的参数 包括辐射源的长度L、辐射源的 宽度 W、介质层的厚度 h、介质 的相对介电常数r和损耗正切 tan、介质层的长度LG和宽度 WG。图 1 所示的微带贴片天线是图 1:微带天线的结构 采用微带天线来馈电的,本次将要设计的矩形微带贴片天线采用的是同轴线馈 电,也就是将同轴线街头的内心线穿过参考地和介质层与辐射源相连接。 对于矩形贴片微带天线,理论分析时可以采用传输线模型来分析其性能, 形贴片微带天线的工作主模式是TM10模,意味着电场在长度L方向上有 g / 2 矩 的 改变,而在宽度 W方向上保持不变,如图 2(a)所示,在长度 L 方向上可以看做 成有两个终端开路的缝隙辐射出电磁能量,在宽度W方向的边缘处由于终端开路,所以电压值最大电流值最小。从图 2(b)可以看出,微带线边缘的电场可以分解成 垂直于参考地的分量和平行于参考地的分量两部分,两个边缘的垂直电场分量大小 相等、方向相反,平行电场分量大小相等,方向相反;因此,远区辐射电场垂直分 量相互抵消,辐射电场平行于天线表面。

HFSS天线设计实例

HFSS 天线设计实例这是一种采用同轴线馈电的圆极化微带天线 切角实现圆极化

设计目标!(具体参数可能不精确,望大家谅解)主要讲解HFSS操作步骤! GPS微带天线:介质板:厚度:2mm,介电常数:2.2,大小:100mm*100mm 工作频率:1.59GHz,圆极化(左旋还是右旋这里不讲了哈),天线辐射在上半平面覆盖! 50欧同轴线馈电, 1、计算参数 首先根据经验公式计算出天线的基本参数,便于下一步建立模型。 贴片单元长度、宽度(正方形贴片长宽相等)、馈电点位置,分离单元长度.下表是经HFSS分析后选择的一组参数: 2、建立模型 首先画出基板50mm*50mm*2mm 的基板 起名为substrate

介电常数设置为如图2.2的,可以调整color颜色和transparent透明度便于观察 按Ctrl+D可以快速的使模型全可见!按住Ctrl+Alt键,拖动鼠标可以使3D模型自由旋转 同理,我们画贴片: 1、在基板上画出边长65mm(假设用公式算出的是这么多)的正方形 2、起名为patch,颜色选绿色,透明度设为0。5 画切角是比较麻烦的 1、用画线条工具,画三线段,坐标分别是0.5.0, 5.0.0, 0.0.0 2、移动三角形,选中polyline1,选菜旦里edit\Arrange\move,先确定坐标原点或任一点为基准点,将

三角形移动到左上角和贴片边沿齐平。 3、复制三角形,选中polyline1,选菜单里edit\arrange\duplicate\around axis,相对坐标轴复制,角度换成180,然后在右下角就出现了相对称的另一个三角形。 4、从patch上切掉对角上的分离单元polyline1和polyline1_1: 选中patch、polyline1和polyline1_1,选菜单里3D modeler\Boolean\Subtract 把polyline1和polyline1_1从patch上切掉最后剩下 先在介质板底面画一个100mm*100mm的正方形作为导电地板。起名为ground 下面就是画馈源了:我们采用同轴线馈电,有两种建模方法: 1、在馈电点画一0.5mm的铜柱代表同轴线内导体,起名为feed 2、在介质板底面馈电点处画一1.5mm的圆,起名为port 3、复制port为port1,复制feed为feed1 4、复选port和feed1,执行菜单里3D Modeler\Boolean\Subtract,使port成为一个内径0.5mm外径1.5mm的圆环

结构设计规范-射频模块结构设计流程

武汉虹信通信技术有限责任公司 WRI_HX 0 修改记录 版本号 C/0 武汉虹信通信技术有限责任公司 管理文件 文件编号 HX/QI/0363 实施日期 2009.05.04 结构设计规范—射频模块结构 设计流程 页次: 1/11 目 录 0、修改记录 1、 模块总体设计原则 2、 模块机电交互设计原则 3、模块结构设计原则之零件建模 4、模块结构设计原则 5、模块加工、包装 编制 吴卫华 审核 甘洪文 批准 余勋林 版本号 更改说明 修订人 日期 审核 日期 批准 日期

1 模块总体设计原则 1.1模块总体设计原则之TOP-DOWN设计 ?总纲领:自顶向下的设计原则,是整机布局设计的后续任务; ?现在做了哪些:列出设计原则,设计要点; ?哪些还不完善:范例还不完善,技术还在发展; ?后期怎么去做:完善范例,追踪技术发展方向。 1.1.1 在整机设计中考虑模块体量 ?长度和宽度由整机布局给出参考尺寸; ?厚度由PCB堆叠的层数确定,堆叠的PCB间如果有电源,信号或射频的硬连接,此 两PCB的板间距离由连接器的高度确定,合理选择较高器件的封装形式; ?模块长度、宽度、以及安装孔的距离尺寸取到模数尺寸,优选为0或5结尾,次选 为3和8结尾; ?模块的安装厚度(既安装孔处的厚度)按照虹信公司紧固件规范选用。 1.1.2 在整机设计中考虑接口方式 ?电源的接口方式,有直接的插座引出,有和监控合并后的多PIN座转接或盲插; ?监控的接口方式,有直接的DB9座引出,有和电源合并后的多PIN座转接或盲插; ?射频的接口方式,方向上分有垂直向上和水平方向,按与外部电缆连接分有螺口和 卡口,常用规格有SMA和SMB和N型,根据整机布局,整机的射频指标、频率和功 率等合理选取; ?其他接口方式,可以参考上述3点,合理选取。 1.1.3 在整机设计中考虑安装方式 ?模块的四个对角应有安装孔,大功率射频模块靠近放大管的部位需根据情况加一安 装孔; ?若模块安装在中蓝顶(或类似侧壁安装的情况),模块的安装孔平面不可相对模块 顶部下沉; ?规定M3,M4用在哪些地方(根据功率大小); ?固定PCB用的M2、M2.5如何选用,材质确定(蓝白锌和不锈钢)。 1.1.4在整机设计中考虑模块的外部散热条件 ?由于整机的体积功率密度的限制,以及模块排列的日益紧凑化,应有整机散热方案; ?射频模块由于布板和结构限制,从热源到热沉的传热通道存在哪些瓶颈; ?分配到模块的结壳热阻会影响到模块的尺寸和PCB布局方式; ?目前公司可行的方法是热测试和软件模拟,基本满足设计要求。 1.1.5 在整机设计中考虑模块运动检查 ?模块安装操作空间,插座接头操作安装空间; ?模块的外部接口需要连接其他单板和模块;有一直线方向的运动距离; ?射频电缆接头是否为直头或弯头或受指标限制必须为直头等因素决定接头的类型; ?供电和监控是带导向的盲插还是软跳线决定插头型号和方向,在《模块结构设计输 入文件表》中说明,见附件。 1.1.6输出格式:可以是2D 的工程图,含必要的投影视图;也可以是PROE的prt 示例 1:单板的毛坯图

(完整版)基于HFSS的微带天线设计毕业设计论文

烟台大学 毕业论文(设计) 基于HFSS的微带天线设计 Microstrip antenna design based on HFSS 申请学位:工学学士学位 院系:光电科学技术与信息学院

烟台大学毕业论文(设计)任务书院(系):光电信息科学技术学院

[摘要]天线作为无线收发系统的一部分,其性能对一个系统的整体性能有着重要影响。近年来内置天线在移动终端数量日益庞大的同时功能也日益强大,对天线的网络覆盖及小型化也有了更高的要求。由于不同的通信网络间的频段差异较大,所以怎样使天线能够覆盖多波段并且同时拥有足够小的尺寸是设计内置天线的主要问题。微带天线具有体积小,重量轻,剖面薄,易于加工等诸多优点,得到广泛的研究与应用。微带天线的带宽通常小于3%,在无线通信技术中,对天线的带宽有了更高的要求;而电路集成度提高,系统对天线的体积有了更高的要求。 随着技术的进步,在不同领域对于天线的各个要求越来越高,所以对微带天线的尺寸与性能的分析有着重要的作用。对此,本文使用HFSS 软件研究了微带天线的设计方法,论文介绍及分析了天线的基本概念和相关性能参数,重点对微带天线进行了研究。 本文介绍了微带天线的分析方法,并使用HFSS 软件的天线仿真功能,对简单的微带天线进行了仿真和分析。 [关键词] 微带天线设计分析HFSS [Abstract]Antenna as part of the wireless transceiver system, its performance important impact on the overall performance of a system. Internal antenna in recent years an increasingly large number of mobile terminals while also increasingly powerful, and also network coverage and miniaturization of the antenna Band differences between the different communication networks, cover band and also problem of the design built-in antenna. Microstrip antenna with small size, light weight, thin profile, easy to process many advantages, extensive research and application. Microstrip antenna bandwidth is typically less than 3% the bandwidth of the antenna in wireless communication technology; improve the integration of the circuit the size of the antenna. As technology advances in different areas for various requirements of the antenna important role. Article uses HFSS microstrip antenna design, the paper introduces and analyzes the basic concepts and performance parameters of the antenna, with emphasis on the microstrip antenna. This article describes the analysis of the microstrip antenna and antenna simulation in HFSS simulation and analysis functions, simple microstrip antenna. [Key Words]Microstrip antenna design analysis HFSS

经典Wifi射频电路的设计与调试

一:WiFi产品的一般射频电路设计(General RF Design In WiFi Product) 2011-01-20 18:18:41 写在前面的话: 这篇文章是我结合多年的工作经验和实践编写而成的,具有一定的实用性,希望能够对大家的设计工作起到一定的帮助作用。 I. 前言 这是一篇针对性很强的技术文章。在这篇文章中,我只是分析研究了Wi-Fi产品的一般射频电路设计,而且主要分析的是Atheros 和Ralink的解决方案,对于其他厂商的解决方案并没有进行研究。 这是一篇针对性很不强的技术文章。在这篇文章中,我研究,讨论了Wi-Fi产品中的射频电路设计,包括各个组成部分,如无线收发器,功率放大器,低噪声放大器,如果把这里的某一部分深入展开讨论,都可以写成一本很厚的书。 这篇文章具有一般性。虽然说这篇文章主要分析了Atheros和Ralink的方案,但是这两家厂商的解决方案很具有代表性,而且具有很高的市场占有率,因此,大部分Wi-Fi 产品也必然是具有一致或者类似的架构。经常浏览相关网站的人一定知道,在中国市场热卖的无线路由器,无线AP很多都是这两家的解决方案。 这篇文章具有一定的实用性。这篇文章的编写是基于我们公司的二十余种参考设计电路,充分吸收了参考设计的精华,并提取其一般性,同时,本文也重在分析实际的电路结构和选择器件时应该注意的问题,并没有进行深入的理论研究,所以,本文具有一定的实用性。 这篇文章是我在自己的业余时间编写的(也可以说我用这种方式消磨时间),如果这篇文章能够为大家的工作带来一点帮助,那将是我最高兴的事。我平时喜欢关注一些业界的新技术新产品,但是内容太多,没有办法写在文章中,感兴趣的同事可以访问我的博客:https://www.wendangku.net/doc/8911622206.html,。研发设计千人群(电子+结构) 在这里,实现资源共享,人脉扩张! 群号229369157 229369157 由于时间有限,编写者水平更加有限,错误之处在所难免,欢迎大家批评指正。 第1章. 射频设计框图 做技术的,讲解某个设计的原理时,都会从讲解框图开始,本人也不例外,先给大家展示一下Wi-Fi产品的一般射频设计框图。

结构设计规范-射频模块结构设计流程

结构设计规范-射频模块结构设计流程 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

版本号C/0武汉虹信通信技术有限责任公司 管理文件文件编号 HX/QI/0363 实施日期 结构设计规范—射频模块结构 设计流程 页次: 1/11 目录 0、修改记录 1、模块总体设计原则 2、模块机电交互设计原则 3、模块结构设计原则之零件建模 4、模块结构设计原则 5、模块加工、包装 编制吴卫华审核甘洪文批准余勋林 版本号更改说明修订人日期审核日期批准日期 1模块总体设计原则

1.1模块总体设计原则之TOP-DOWN设计 总纲领:自顶向下的设计原则,是整机布局设计的后续任务; 现在做了哪些:列出设计原则,设计要点; 哪些还不完善:范例还不完善,技术还在发展; 后期怎么去做:完善范例,追踪技术发展方向。 1.1.1 在整机设计中考虑模块体量 长度和宽度由整机布局给出参考尺寸; 厚度由PCB堆叠的层数确定,堆叠的PCB间如果有电源,信号或射频的硬连接,此两PCB的板间距离由连接器的高度确定,合理选择较高器件的封装形式; 模块长度、宽度、以及安装孔的距离尺寸取到模数尺寸,优选为0或5结尾,次选为3和8结尾; 模块的安装厚度(既安装孔处的厚度)按照虹信公司紧固件规范选用。 1.1.2 在整机设计中考虑接口方式 电源的接口方式,有直接的插座引出,有和监控合并后的多PIN座转接或盲插; 监控的接口方式,有直接的DB9座引出,有和电源合并后的多PIN座转接或盲插; 射频的接口方式,方向上分有垂直向上和水平方向,按与外部电缆连接分有螺口和卡口,常用规格有SMA和SMB和N型,根据整机布局,整机的射频指标、频率和功率等合理选取; 其他接口方式,可以参考上述3点,合理选取。 1.1.3 在整机设计中考虑安装方式 模块的四个对角应有安装孔,大功率射频模块靠近放大管的部位需根据情况加一安装孔; 若模块安装在中蓝顶(或类似侧壁安装的情况),模块的安装孔平面不可相对模块顶部下沉; 规定M3,M4用在哪些地方(根据功率大小); 固定PCB用的M2、如何选用,材质确定(蓝白锌和不锈钢)。 1.1.4在整机设计中考虑模块的外部散热条件 由于整机的体积功率密度的限制,以及模块排列的日益紧凑化,应有整机散热方案; 射频模块由于布板和结构限制,从热源到热沉的传热通道存在哪些瓶颈; 分配到模块的结壳热阻会影响到模块的尺寸和PCB布局方式; 目前公司可行的方法是热测试和软件模拟,基本满足设计要求。 在整机设计中考虑模块运动检查 模块安装操作空间,插座接头操作安装空间; 模块的外部接口需要连接其他单板和模块;有一直线方向的运动距离; 射频电缆接头是否为直头或弯头或受指标限制必须为直头等因素决定接头的类型; 供电和监控是带导向的盲插还是软跳线决定插头型号和方向,在《模块结构设计输入文件表》中说明,见附件。 1.1.6输出格式:可以是2D 的工程图,含必要的投影视图;也可以是PROE的prt 示例 1:单板的毛坯图

HFSS矩形微带贴片天线的仿真设计报告

基于HFSS矩形微带贴片天线的仿真设计 实验目的:运用HFSS的仿真能力对矩形微带天线进行仿真实验内容:矩形微带天线仿真:工作频率 天线结构尺寸如表所示: 一、新建文件、重命名、保存、环境设置。 (1)、菜单栏File?save as,输入Antenna,点击保存。 (2).设置激励终端求解方式:菜单栏HFSS>Solution type>Driven Termin ,点击OK (3)、设置模型单位:3D Modeler>Units 选择mm,点击OK (4)、菜单栏Tools>>Options>>Modeler Options, 勾选” Edit properties of new pri ” ,点击OK 二、建立微带天线模型 (1)点击三仓U 建GND,起始点:x:0 ,y:0 ,z: ,dx:,dy:32,dz:

(2) 介质基片:点击 :比,:x:0, y:0 , z:0。dx: , dy: 32 , dz:-, 修改名称为Sub,修改 材料属性为 Rogers RT/Duriod 5880,修改颜色为绿色 点击OK (3) 建立天线模型patch , 点击^已,x:,y: 8, z:0 ,dx: ,dy: 16 ,dz: 命名为patch ,点击OK (4) 建立天线模型微带线 MSLine 点击’硏,x:,y: 0, ,z: 0 , dx: ,dy: 8 ,dz:, 命名为MSLine,材料pec,透明度 选中 Patch 和 MSLine,点击 Modeler>Boolean>Unite (5) 、建立端口。创建供设置端口用的矩形,该矩形连接馈线与地 Modeler>Grid Plane>XZ ,或者设置回厂刁冈 习 点击 e ,创建Port 。命名为port 双击 Port 下方 CreatRectangle 输入:起始点:x: ,y: 0,z:-,尺寸:dx: ,dy: 0 ,dz: (6) 、创建 Air 。 点击1 ,x:-5 ,y:-5 ,z:, dx:, dy:42, dz: 修改名字为Air ,透明度. 三、设置边界条件和端口激励。 (1)设置理想金属边界:选择 GND 右击Assign Boundaries>>Pefect E 将理想边界命名为:PerfE_GND ,点击OK (2)、设置边界条件:选择 Port ,点击 Assign Boundaries>>Pefect E 在对话框中将其命名为 PerfE_Patch ,点击0K ,透明度。 修改名称为GND,修改材料属性为pec ,

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