05 3 Hfss Antenna Probe Patch

Ansoft High Frequency Structure Simulator v9 User’s Guide

5.3Example – Probe Feed Patch Antenna

5.3-1

The Probe Feed Patch Antenna본예제는에서는 HFSS의작업환경을이용하여 Prove feed patch antenna해석에대하여알아보도록한다..

Infinite Ground

Sub1 (Dielectric)

Patch (Signal)

0.32cm



5.3-2

Getting Started

Launching Ansoft HFSS1. Ansoft HFSS를실행하기위해서는바탕화면의 “시작”버튼을클릭하여 “프로그램

Ansoft HFSS 10 HFSS 10”을클릭하거나, 바탕화면에있는HFSS 10 아이콘을클릭한다.

Tool Options 설정Tool options 설정하기위해서는:

주의 : 본 예제를수행하기위해도구옵션이다음과같이설정되어있는지확인하도록한다.

1. 상단메뉴에서 Tools > Options > HFSS Options2. HFSS Options 창에서:

1. General탭을클릭

Use Wizards for data entry when creating new boundaries: Checked

Duplicate boundaries with geometry: Checked

2. OK버튼클릭

3. 메뉴에서 Tools > Options > 3D Modeler Options 선택.

4. 3D Modeler Options 창에서:

1. Operation탭을클릭

Automatically cover closed polylines: Checked

2. Drawing탭을클릭

Edit property of new primitives: Checked

3. OK버튼클릭



5.3-3

새로운프로젝트생성새로운프로젝트를생성하려면:

HFSS 윈도우의기본툴바에있는 를클릭하거나, 상단메뉴에서File -> New 를선택한다Project 메뉴에서, Insert HFSS Design 을선택하거나, 프로젝트매니저창에있는 project를오른쪽클릭하여 insert insert HFSS design을선택한다.

Solution Type 설정solution type을설정하려면:

상단메뉴에서 HFSS > Solution Type 을 클릭

Solution Type 창에서:

Driven Terminal 선택

OK button 클릭



5.3-4

Creating the 3D Model

Model 단위결정단위를설정하려면:

1. 상단메뉴에서 3D Modeler > Units2. Model 단위설정:

1. 단위선택: cm

2. OK button 클릭

기본재질설정기본재질을설정하려면:

1. 3D Modeler 툴바에있는기본재질설정창에서 Select. 선택

2. Select Definition 창에서 :

1. Search by Name창에서 Rogers RT/duroid 5880 (tm)검색

2. OK button 클릭



5.3-5

유전체기판그리기유전체기판생성 :

1. 상단메뉴에서 Draw > Box2. 하단좌표입력창에 박스의시작위치를입력후 Enter 키를누른다.

X: -5.0, Y: -4.5, Z: 0.0, → Enter

2. 좌표입력창에박스의반대편코너의좌표를입력한후 Enter키를누른다.

dX: 10.0, dY: 9.0, dZ: 0.32, → Enter

개체의이름을설정:

1. Properties 창의상단에있는 Attribute tab을선택한다.

2. Name부분에개체의이름을입력한다.: sub1

3. OK button 클릭

개체를모델러창의사이즈에맞게확대(축소)하려면:

1. 상단메뉴의 View > Fit All > Active View. 선택또는, 키보드의 CTRL+D단축키를사용한다.



5.3-6

Infinite Ground 생성infinite ground 생성하기위해서

1. 상단메뉴에서 Draw > Rectangle2. 하단좌표입력창에 사각형의시작위치를입력후 Enter 키를누른다.

X: -5.0, Y: -4.5, Z: 0.0, Press the Enter key

3. 입력창에사각형의반대편코너의좌표를입력한후 Enter키를누른다.:

dX: 10.0, dY: 9.0, dZ: 0.0, Press the Enter key



2. Name부분에개체의이름을입력한다.: Inf_GND

3. OK button 클릭



Perfect E boundary 를갖는 Infinite Ground 생성Inf_GND를선택하기위해서:

1. 상단메뉴에서 Edit > Select > By Name2. 리스트에서,

1. 개체의이름선택: Inf_GND

2. OK button 클릭

Perfect E boundary 설정하기위해서

1. 상단메뉴에서 HFSS > Boundaries > Assign > Perfect E2. Perfect E Boundary 창에서

1. Name: PerfE_Inf_GND

2. Infinite Ground Plane: Checked

3. OK button 선택



5.3-7

Infinite Ground Cut Out 생성cut out을생성하기위해서:

1. 상단메뉴에서 Draw > Circle2. 하단좌표입력창에원의중심좌표를입력후 Enter키를누른다.

X: -0.5, Y: 0.0, Z: 0.0, → Enter key

3. 입력창에원의반지름입력후 Enter키를누른다.

dX: 0.16, dY: 0.0, dZ: 0.0, → Enter key



2. Name부분에개체의이름을입력한다.: cut_out

3. OK button 클릭


1. 상단메뉴의 View > Fit All > Active View. 선택또는, 키보드의 CTRL+D단축키를사용한다

Infinite Ground 완성하기Inf_GND & Cut_Out를선택하기위해서

1. 상단메뉴에서 Edit > Select > By Name2. 리스트에서

1. 개체이름선택: Inf_GND, Cut_Out

2. OK button 클릭

Ring을완성하기위해서:

1. 상단메뉴에서 3D Modeler > Boolean > Subtract 2. Subtract 창에서

Blank Parts: Inf_GnD

Tool Parts: Cut_Out

Subtract 실행전에개체복사 : Unchecked

OK button 클릭



5.3-8

Patch 생성Patch를생성하기위해서:

1. 상단메뉴에서 Draw > Rectangle2. 좌표입력창에시작점입력

X: -2.0, Y: -1.5, Z: 0.32, → Enter key

3. 입력창에사각형사이즈입력

dX: 4.0, dY: 3.0, dZ: 0.0, → Enter key



2. Name부분에개체의이름을입력한다.: Patch

3. OK button 클릭



Patch에 Perfect E boundary 적용Patch를선택하기위해서는


1. 개체이름선택: Patch

2. OK button 클릭

Perfect E boundary를적용하기위해서는

1. 상단메뉴에서HFSS > Boundaries > Assign > Perfect E2. Perfect E Boundary 창에서

1. 개체이름: PerfE_Patch

2. OK button 클릭



5.3-9

기본재질설정기본재질을선택하기위해서는:

3D 모델러의툴바에있는기본재질설정창에서 vacuum 선택

Coax 생성Coax를생성하기위해서는:

1. 상단메뉴에서 Draw > Cylinder2. 하단좌표입력창에원통의시작위치를입력후 Enter키를누른다.

X: -0.5, Y: 0.0, Z: 0.0 → Enter key

3. 입력창에원통의반지름을입력한후 Enter키를누른다

dX: 0.16, dY: 0.0, dZ: 0.0 → Enter key

4. 입력창에원통의높이을입력한후 Enter키를누른다 :

dX: 0.0, dY: 0.0, dZ: -0.5 → Enter key



2. Name부분에개체의이름을입력한다.: coax

3. OK button 클릭





5.3-10

기본재질변경기본재질을변경하려면:

3D 모델러의툴바에있는기본재질설정창에서 select선택

Material definition 창의 search by name 창에 pec입력

pec선택후 OK button 클릭

Coax Pin 생성coax pin를생성하기위해서는

1. 상단메뉴에서Draw > Cylinder2. 하단좌표입력창에원통의중심을입력후 Enter키를누른다.

X: -0.5, Y: 0.0, Z: 0.0 → Enter key


dX: 0.07, dY: 0.0, dZ: 0.0 → Enter key

4. 입력창에원통높이를입력한후 Enter키를누른다

dX: 0.0, dY: 0.0, dZ: -0.5 → Enter key



2. Name부분에개체의이름을입력한다.: Coax_pin

3. OK button 클릭





5.3-11

Wave port 만들기Wave Port를만들기위해 :

1. 상단메뉴에서 Draw > Circle2. 좌표입력창에원의중심점입력

X: -0.5, Y: 0.0, Z: -0.5 → Enter key

3. 좌표입력창에서원의반지름입력:

dX: 0.16, dY: 0.0, dZ: 0.0 → Enter key



2. Name부분에개체의이름을입력한다.:Port1

3. OK button 클릭

Port1을선택하기위해서:


1. 개체선택: Port1

2. OK button 클릭

wave port 설정하기

1. 상단메뉴에서HFSS > Excitations > Assign > Wave Port2. Wave Port : General

1. Name: p1

2. 다음 button 클릭

3. Wave Port : Terminals

1. Number of Terminals: 1,

2. T1 에대해, Undefined를클릭하여 New Line 선택

3. 좌표입력창에 vector position 시작점을입력한다

X: -0.34, Y: 0.0, Z: -0.5, Press the Enter key

4. 좌표입력창에서끝점을입력한다.

dX: -0.09, dY: 0.0, dZ: 0.0, Press the Enter key


4. Wave Port : Differential Pairs


5. Wave Port : Post Processing

1. Reference Impedance: 50

6. 마침 button 클릭



5.3-12

Probe 생성Probe를생성하기위해서:

1. 상단메뉴에서 Draw > Cylinder2. 하단좌표입력창에원통의중심을입력후 Enter키를누른다.

X: -0.5, Y: 0.0, Z: 0.0 → Enter key


dX: 0.07, dY: 0.0, dZ: 0.0 → Enter key

4. 입력창에원통높이를입력한후 Enter키를누른다

dX: 0.0, dY: 0.0, dZ: 0.32 → Enter key



2. Name부분에개체의이름을입력한다.: Probe

3. OK button 클릭





5.3-13

기본재질설정기본재질을선택하기위해서는:

3D 모델러의툴바에있는기본재질설정창에서 vacuum 선택

Air Box 그리기Air Box 그리기 :

1. 상단메뉴에서 Draw > Box2. 하단좌표입력창에 박스의시작위치를입력후 Enter 키를누른다.

X: -5.0, Y: -4.5, Z: 0.0, → Enter key

3. 입력창에박스의반대편코너의좌표를입력한후 Enter키를누른다.

dX: 10.0, dY: 9.0, dZ: 3.32, → Enter key



2. Name부분에개체의이름을입력한다.: Air

3. OK button 클릭





5.3-14

Radiation Boundary 생성Faces 선택:

1. 상단메뉴에서 Edit > Select > Faces2. Z=0.0cm인면을제외하고모든면을선택한다.

radiation boundary를생성하기위해서는


1. 개체선택: Air

2. OK button 클릭

3. 상단메뉴에서HFSS > Boundaries > Radiation4. Radiation Boundary 창에서

1. Name: Rad1

2. OK button 클릭

Radiation Setup 설정radiation setup 설정하기위해서

1. 상단메뉴에서 HFSS > Radiation > Insert Far Field Setup > Infinite Sphere2. Far Field Radiation Sphere Setup 리스트에서

1. Infinite Sphere Tab 에서

1. Name: ff_2d

2. Phi: (Start: 0, Stop: 90, Step Size: 90)

3. Theta: (Start: -180, Stop: 180, Step Size: 2)

2. OK button 클릭



5.3-15

Analysis Setup

Analysis Setup 만들기Analysis setup 을생성하려면 :

1. 상단메뉴에서 HFSS > Analysis Setup > Add Solution Setup2. Solution Setup 창에서 :

1. General tab 클릭:

Solution Frequency: 2.25 GHz

Maximum Number of Passes: 20

Maximum Delta S per Pass: 0.02

2. OK button 클릭

주파수 Sweep 추가주파수 Sweep을추가하려면 :

1. 상단메뉴에서 HFSS > Analysis Setup > Add Sweep1. Solution Setup 선택: Setup1

2. OK button 클릭

2. Edit Sweep 창에서:

1. Sweep Type: Fast

2. Frequency Setup Type: Linear Count

Start: 1.0GHz

Stop: 3.5GHz

Count: 201

Save Fields: Checked

3. OK button 클릭



5.3-16

Project 저장하기Project를저장하기위해서는:

1. 상단메뉴에서 File > Save As.

2. Save As 창에서새로운파일이름지정: hfss_probepatch

3. Save button 클릭

Analyze

Model Validation프로젝트가정상적으로설정되었는지를검사할경우: :

1. 상단메뉴에서 HFSS > Validation Check2. Close button 클릭

Note: 에러또는경고메시지는메세지창에나타남

Analyze해석을진행하는경우:

1. 상단메뉴에서 HFSS > Analyze



5.3-17

Solution DataSolution Data 를보려면:

1. 상단메뉴에서 HFSS > Results > Solution DataProfile을보기위해서:

1. Profile Tab 선택

수렴도를보려면 :

1. Convergence탭을클릭 (table, 또는 plot 선택)

Matrix Data를보려면:

1. Matrix Data Tab 클릭

Note: 실시간으로 Matrix Data 확인가능, Setup1, Last Adaptive에대해 simulation

2. Close button 클릭



5.3-18

Create Reports

주파수대 S-Parameter리포트창을띄우려면 :

1. 상단메뉴에서 HFSS > Results > Create Report2. Create Report 창에서 :

1. Report Type: Terminal S Parameters

2. Display Type: Rectangular

3. OK button 클릭

3. Traces 창에서:

1. Solution: Setup1: Sweep1

2. Domain: Sweep

3. Y tab 클릭

1. Category: Terminal S Parameter

2. Quantity: St(p1,p1),

3. Function: dB

4. Add Trace button 클릭

4. Done button 클릭

4. 메뉴에서 Report 2D > Mark All Traces1. Min button 클릭



5.3-19

Far Field Overlays

Far Field Overlay 생성2D polar far field plot 띄우기위해서 :

1. 상단메뉴에서 HFSS > Results > Create Report2. Create Report 창에서:

1. Report Type: Far Fields

2. Display Type: Radiation Pattern

3. OK button 클릭

3. Traces창에서:

1. Solution: Setup1: Sweep1

2. Geometry: ff_2d

3. Sweeps tab에서, Phi선택하고 drop 목록에서 Theta선택. Sweep을Theta로변경..

4. Sweeps tab에있는목록에서, Freq와 frequency 2.3625선택

5. Mag tab에서

1. Category: Gain

2. Quantity: GainTotal

3. Function: dB

4. Add Trace button 클릭

6. Done button 클릭

05 3 Hfss Antenna Probe Patch

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Transcript of 05 3 Hfss Antenna Probe Patch