Tìm hiểu phần mềm hfss phân tích ống dẫn sóng hình chữ nhật

KHOA CƠNG NGHỆ ĐIỆN TỬ

TIỂU LUẬN
MƠN: ANTEN TRUYỀN SĨNG

ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU PHẦN MỀM HFSS
PHÂN TÍCH ỐNG DẪN SĨNG HÌNH CHỮ NHẬT


1. Tim hiéu phan mém HESS:
>

HFSS 1a viét tat cUa Hight Frequency Structure
Simulator.

> HFSS là phần mềm mô phỏng trường điện từ
theo phương pháp tồn sóng (full wave) để mơ

hình hóa bất kỳ thiết bị thụ động 3D nào.
> Ưu điểm nổi bật của nó là có giao diện người
dùng đồ họa. Nó tích hợp mơ phỏng, ảo hóa, mơ

hình hóa 3D và tự động hóa (tự động tìm lời
giải) trong một mơi trường dễ dàng để học,

trong đó lời giải cho các bài toán điện từ 3D thu
được một cách nhanh chóng và chính xác.


> HFSS là một hệ thống mô phỏng tương
tác, trong đó phần tử mắt lưới cơ bản là

một tứ diện. Điều này cho phép bạn có
thể tìm lời giải cho bất kỳ vật thể 3D
nào. Đặc biệt là đối với các cấu trúc có
dạng cong phức tạp.
> Ansoft là cơng ty tiên phong sử dụng
phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) để
mô phỏng trường điện từ bằng các kỹ
thuật như: phần tử hữu hạn, chia lưới
thích nghi, ...


* Chu trình thiết kế bao gồm các bước sau:
Bước 1. Vẽ mơ hình với các tham số cho trước: vẽ

mơ hình thiết bị, các điều kiện biên và nguồn kích
thích.

Bước 2. Thiết đặt các thơng số để phân tích: thực
hiện thiết đặt các thơng số để tìm lời giải.
Bước 3. Chạy mơ phỏng: q trình này hồn tồn tự

động.

Bước 4. Hiển thị kết quả: đưa ra các báo cáo và đồ
4Hhi ter PAA

ID


2. Phan tich Ong dan sóng hình chữ nhật

Mọi
kết
sóng
,tần

thơng số tính tốn dưới đây đều dựa
quả mơ phỏng trên HFSS với ống
hình chữ nhật có chiều rộng là 0.9
số sóng mang 10 GHz, truyền sóng

mode TE10.

trên
dẫn
inch
theo


Ansoft HFSS Ante
File

Materials

Help

‘Overview

[= Monopole
& Opole
(Patch

(=) Horn,

| Planer
Bi Tàn

Spiral
củ

Unis

Solution Frequency (GHz)
‘Waveguide "s" Dimension

—
{ 09

Linear Taper Slot

‘Waveguide "b'' Dimension

mì

Log Periodic

Waveguide Length

|2

‘Wall Thickness

/anz

Outer Boundary

[ABC

= Vivaldi
(si:PIFA

(Waveguide

Rectangular
Crcular

-

ee

,~

= Bowtie

Bicone
Oiscone

(= Helix

(Si Slat Arterna.
í#' Customn Artenna.

Operating Frequency:

Frequency (GHz)

[ SeaeModel |

L

Synthesize

{10


2.1. Trở kháng ngõ và --Z(x)
Dựa vào kết quả mô phỏng trên phần mềm HFSS,
chúng ta xác định được trở kháng ngõ vào Z(x) như hình
Input impedance
WGRectangular
Antenna ADKvi wd,
sau:

z(x) = 0.9915 + 0.6398:
|z(x)| = |0.9915 + 0.6398¡| + 1.180
Z(x)= z() x Zạ = 1.18x 120r % 444.852 0


2.2. Bước sóng trong Ống dẫn sóng hình chữ nhật

Ta có chiều rộng ống dẫn sóng a=0.09 inch = 2.286 cm

Bước sóng cắt:

Â4e=2Xea= 2 x2.286 = 4.572 cm

af

BƯỚc sóng trong không gian tỰ do :
4

Ầ

1

.

=>

ƒ_

>

3:10

10.108

DS

Quan hệ giỮa và theo công thỨc sau :
i

ga2

cs

i

ae

1

gee

A
À¿ =—————=-———
= 3.975 cm
1— 0.431

3

cm


ết quả khảo sát trên phần mềm HFESS

5

mt

S

§

§

§

tai a

: sả"...

¡o5

Liiiiliitiliiit|ititilitiii

=

8

Lambda

1000

Freq oH

WGRectangular Antenna ADKv1 4.


———

2.3. Hệ số phản

xạ T :

:

ee

Taco:

z(x)—1 (0.9915 + 0.6398i) —1
ae

1T

:

IT(x)| = 0.3059
Name | Freq | Ang | Mag

Ki

WGRectangular_ Antenna ADKv1 2,
— sit
[Setup : Swept


2.4. Hé s6 ton hao phan xa Return Loss :
Return Loss = 201og;s(|TŒ)|) = 20log,.0.3059 = —10.2885
Name | X |
mt | 100000|-102878
14

42.00

al

Return Loss

WGRectangular Antenna ADKv1
Cuveinio |)
iSupt “1|

: Sweep! |

890

sử

950

1000

Freq [GHz]

100

tbo

1150

1200

2.5. Hệ số sóng đứng S (VSWR) :
Ta có :

«fl

170309

~~ 1-\T@| 1-0.3059 ~

Name

|X |

a

Active VSWR

WRectangular Antenna ADKv1 2,

=

200

if

15

iw

mt

Pd

w4
ind
a a

80

sử

940

nàù nhi

1050

110

4150

1200