使用HFSS-MATLAB-API設(shè)計(jì)天線的研究.pdf

1、2008年11月,在北京大學(xué)舉行的一場(chǎng)研討會(huì)上,提出把物聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)技術(shù)作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新增長(zhǎng)點(diǎn)。2009年溫家寶總理在參觀無(wú)錫物聯(lián)網(wǎng)研究所時(shí),提出把物聯(lián)網(wǎng)列為中國(guó)新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)之一。截至目前,中國(guó)的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)獲得很多成果,并且在飛速地發(fā)展。
　　 射頻識(shí)別技術(shù)(Radio Frequency Identification)簡(jiǎn)稱(chēng)RFID,作為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的一項(xiàng)重要技術(shù),不僅有了很好的技術(shù)支撐,而且在始終保持著茁壯成長(zhǎng)。射頻識(shí)別

2、不是一個(gè)簡(jiǎn)單的技術(shù),而是擁有他的完整的技術(shù)要求,應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。射頻識(shí)別的支撐硬件便是無(wú)線通信裝置,有的無(wú)線收發(fā)端看似僅僅由簡(jiǎn)單的天線,低噪放,濾波器,混頻器,本振器組裝而成,但是深入研究的話,我們會(huì)發(fā)現(xiàn),構(gòu)建一個(gè)能夠應(yīng)用并且性能穩(wěn)定的系統(tǒng),是一個(gè)多么復(fù)雜的過(guò)程。在這個(gè)龐大的系統(tǒng)中,每一個(gè)器件,每一個(gè)環(huán)節(jié)都要設(shè)計(jì)的周到,嚴(yán)密。
　　 在此,我們把上述系統(tǒng)的最前端器件——天線,作為研究的切入點(diǎn)。眾所周知,隨著無(wú)線產(chǎn)品的需求和全面推廣,各

3、種結(jié)構(gòu),各種應(yīng)用的天線必將層出不窮。我們切合實(shí)際熱點(diǎn)應(yīng)用,獨(dú)辟蹊徑,采用新的方法來(lái)設(shè)計(jì)出一款天線,該天線可以應(yīng)用在射頻識(shí)別遠(yuǎn)距離領(lǐng)域通信領(lǐng)域,具有抗干擾特點(diǎn)的圓形微帶貼片天線,通用的微波2.45GHz頻段上。
　　 本文使用的是Hfss-Matlab-Api腳本程序,完成圓極化天線的設(shè)計(jì)。這不僅是一種數(shù)值計(jì)算和建模的方法學(xué)上的應(yīng)用,也是一種在天線產(chǎn)品設(shè)計(jì)和優(yōu)化的時(shí)效性應(yīng)用。它巧妙地借助Matlab強(qiáng)大的數(shù)值計(jì)算和建模功能,采用三

4、維電磁仿真軟件Hfss的精準(zhǔn)仿真功能。
　　 Ansoft公司的Hfss(High Frequency Structure Simulator)仿真軟件,是基于電磁場(chǎng)有限元方法,來(lái)分析微波工程的全波段三維仿真軟件,具有強(qiáng)大的建模仿真功能,已經(jīng)成為了天線設(shè)計(jì)的首選工具和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。然而,進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn):當(dāng)碰到復(fù)雜的模型,以及想利用優(yōu)化算法對(duì)天線尺寸進(jìn)行研究時(shí),就需要接口程序編程建模,來(lái)彌補(bǔ)傳統(tǒng)建模的不足。此過(guò)程是以Vb語(yǔ)言的文件形

5、式,來(lái)記錄腳本。利用Matlab來(lái)實(shí)現(xiàn)腳本的讀寫(xiě),充分體現(xiàn)了Matlab程序的簡(jiǎn)易讀寫(xiě)的特點(diǎn)。由于國(guó)內(nèi)對(duì)Hfss-Matlab-Api研究和應(yīng)用很少,鮮有借鑒的資料,很多人不知道該腳本的存在,更何況有機(jī)會(huì)體驗(yàn)該腳本獨(dú)有的價(jià)值。我們應(yīng)用Hfss-Matlab-Api腳本在2.45GHz圓極化貼片天線的設(shè)計(jì)上,給出了詳細(xì)的設(shè)計(jì)流程,結(jié)合個(gè)人體驗(yàn),給出完善的結(jié)果。也希望我們的工作,能引起國(guó)內(nèi)天線設(shè)計(jì)者的興趣,為他們提供一些啟示。