Bienvenue, cet article traite de la modélisation de l'antenne F inversée Meander (MIFA) dans Ansys HFSS. Instructions étape par étape pour concevoir une antenne. Faites votre MIFA!

La version du programme HFSS 15.0 est utilisée, mais il n'y a pas tellement de différences entre les versions, elle peut donc être modélisée dans d'autres versions.

Table des matières:

Un peu d'antenne

L'antenne F inversée Meander est une modification de l'antenne IFA, qui a le conducteur imprimé principal sous la forme d'un méandre. Cette modification vous permet de rendre l'antenne encore plus compacte, ce qui est souvent nécessaire dans les appareils mobiles modernes. MIFA peut être intégré directement dans la carte de l'appareil en cours de développement. L'aspect est illustré dans la figure ci-dessous.

Utilisé dans les gammes de longueurs d'onde décimètre, centimètre et millimètre. Il permet des solutions constructives pour travailler en modes multifréquences. Le diagramme de rayonnement (LH) d'une telle antenne est un tore fermé avec un axe de rotation le long du canal d'entrée et est présenté dans la figure ci-dessous. MIFA a une polarisation verticale parallèle à l'axe de rotation du tore.

Changer la géométrie de l'antenne vous permet de changer son impédance, ce qui élimine les dispositifs et circuits d'adaptation supplémentaires. La conception du MIFA pour un appareil spécifique en cours de développement est individuelle, car l'antenne utilise la totalité de la terre d'essai de terre sur la carte pour émettre des ondes électromagnétiques.

Avantages:

simplicité de construction;
caractéristiques de poids et de taille relativement faibles;
Coût de production;
haute répétabilité des tailles.

Passer à la modélisation

Vous devez d'abord décider du modèle source. L'image ci-dessous montre le modèle d'antenne MIFA.

Les parties structurelles de l'antenne:

mise en décharge au sol;
le canal d'entrée de l'antenne (à droite, on lui donne la taille W), le chemin RF y est connecté;
canal de terre de l'antenne (gauche);
partie méandre.

La figure montre les désignations de lettres de différentes tailles géométriques qui seront utilisées dans le programme et seront enregistrées en tant que paramètres:

HP - la taille verticale du polygone;
LP - taille horizontale du polygone;
H - hauteur de l'antenne, également la longueur des canaux d'entrée et de masse;
H2 est la distance entre le méandre et la décharge;
YG est la distance entre les canaux;
W est l'épaisseur des conducteurs imprimés;
L1, L2, ..., L7 sont les longueurs des lignes horizontales du méandre;
LEnd - la longueur de la ligne d'extrémité du méandre.

Les dimensions du polygone ne changent généralement pas (l'antenne est souvent faite pour la carte développée), c'est-à-dire il reste à optimiser uniquement les longueurs des conducteurs imprimés de l'antenne elle-même.
Soit dit en passant, vous pouvez expérimenter avec le nombre de virages en méandre, il n'y a pas de limite claire.

L'essence de la simulation est la suivante: vous devez trouver une telle géométrie d'antenne afin qu'elle soit adaptée à une fréquence spécifique et ait un gain qui correspond à votre tâche (par exemple, vous avez besoin de l'antenne pour rayonner davantage dans le plan horizontal parallèle au plan de la planche et moins dans le plan vertical.

1. Création du projet et modèle de la carte en HFSS

Ouvrez HFSS, cliquez sur Fichier -> Nouveau . Un nouveau projet est créé. S'il est vide, cliquez sur RMB dans le projet dans la fenêtre Gestionnaire de projets, puis sur Insérer -> Insérer une conception HFSS . Un fichier avec la conception 3D du projet a été créé, vous voyez les axes et la grille.

Vous devez d'abord créer les variables nécessaires, pour cela, cliquez sur RMB sur HFSSDesign , puis sur Propriétés de conception . Cliquez sur Ajouter , entrez un nom, par exemple, HP, indiquez le type Longueur , unités mm, valeur Valeurla valeur dont vous avez besoin en mm, par exemple 75. Cliquez sur OK. Variable créée. Vous devez maintenant effectuer la même opération avec toutes les autres variables. Pour les variables L1 - L7 et LEnd, définissez des valeurs, par exemple, à 3 mm. YG égale à au moins 5 mm. W Égale à la largeur requise des conducteurs imprimés. Étant donné que votre carte a déjà des dimensions et qu'une certaine place est attribuée à l'antenne sur la carte, dans le paramètre H, spécifiez la valeur suivante (dans mon cas, l'antenne est située le long du côté court de la carte, vous pouvez l'avoir le long de la longue): à partir de la valeur de longueur sur le côté long de la carte, soustrayez la longueur du polygone et un autre moins 0,5 mm (0,5 mm est le retrait du bord de la carte à l'antenne). Créez également une variable PortW et définissez-la sur 0,2 mm (ce sera la largeur du port d'entrée).

Allez dans l'ongletModeleur -> Nouveau type d'objet -> Modèle . Désormais, tous les nouveaux objets seront des modèles.

Ensuite, nous devons créer un substrat pour notre carte de circuit imprimé, pour cela, cliquez sur le haut de la barre d'outils Dessin -> Boîte , cliquez sur LMB dans l'espace de travail et dessinez un rectangle, puis cliquez à nouveau sur LMB et faites glisser vers le haut pour créer une forme en trois dimensions, cliquez à nouveau sur LMB. Le résultat dans l'image ci-dessous.

Définissons maintenant les dimensions de notre substrat, pour ce clic LMB sur l'élément CreateBox (dans l'image ci-dessus, la flèche rouge indique où cliquer). À gauche dans la fenêtre Propriétés (ou RMB par CreateBox -> Propriétés ), spécifiez les dimensions requises: entrez «HP + H + 0,5 mm» dans le champ Xsize, similaire à la largeur de la carte: dans le champ Ysize, entrez «LP», et dans le champ Zsize spécifiez l'épaisseur de la carte en mm, par exemple, 1,5. Remplissez également le champ Position: séparés par une virgule "-H-0,5 mm, -LP / 2, -1,5 mm". Le centre des coordonnées sera désormais au milieu du côté étroit du polygone.

Renommez «Box1» en «PCB» en cliquant dessus avec PCM et en allant dans Propriétés . Au même endroit, spécifiez le matériau, par exemple FR4_epoxy, en tapant dans la recherche. Sélectionnez également la couleur appropriée en changeant de couleur. Modifiez la transparence transparente à 0,3. Cela devrait se passer comme dans l'image:

Vous devez maintenant créer 2 décharges. Pour ce faire, cliquez sur Dessiner -> Rectangle . Et faites un petit rectangle à partir de l'origine sur la planche. Modifiez sa taille et sa position. Pour ce faire, définissez ses propriétés dans le champ Xsize «HP», dans Ysize - «LP» et dans le champ Position - «0, -LP / 2, 0». Renommez l'objet "Rectangle1" en "Haut" et changez sa couleur. Cliquez avec le bouton droit sur Haut -> Attribuer la limite -> Perfect E -> OK . Nous définissons donc les propriétés d'objet d'un conducteur idéal. Vous devriez obtenir la même chose que dans l'image ci-dessous.

Les objets conducteurs seront plats, cela n'affecte pas fortement le résultat, cependant, cela accélère considérablement les calculs. Si vous avez besoin d'une super précision, vous pouvez créer un objet tridimensionnel à partir de ce rectangle en cliquant sur Modeler -> Épaissir la feuille et en spécifiant l'épaisseur requise. Vous pouvez également spécifier le matériau «cooper». Mais dans notre projet, cela n'est pas nécessaire, par conséquent, nous travaillons avec des objets idéaux plats.

Vous devez maintenant créer un site de test de terre de l'autre côté de la carte. Pour ce faire, cliquez sur RMB en haut dans l'arbre de création, puis sur Edition -> Copier . RMB en haut à nouveau, puis Édition -> Coller. Nous avons créé exactement le même calque avec le nom "Top1". Renommez-le en «Bas» et changez sa position en écrivant «0 mm, -LP / 2, -1,5 mm» dans le champ Position. Donnez également à cet objet les propriétés de Perfect E. Nous avons maintenant 2 polygones au sol des deux côtés de la planche.

2. Création d'un modèle d'antenne dans HFSS

L'étape suivante consiste à concevoir l'antenne elle-même. Nous allons créer l'antenne à partir des rectangles.

Créez une variable pour définir la distance entre le centre des coordonnées et le milieu du canal d'entrée sur la carte, comme dans le paragraphe précédent: nom PortY, définissez la longueur, par exemple, -10 mm. Moins car le canal d'entrée se déplacera vers la gauche par rapport à l'origine.

Créez un canal d'entrée: dessinez un petit rectangle en cliquant sur Dessiner -> Rectangle et en l'étalant sur le plan de la carte. Modifiez sa taille et sa position. Xsize correspond à "H-PortW", Ysize - "W", Position - "-H, PortY, 0mm". Renommez l'objet en «Feed» et définissez la couleur comme pour les polygones. Donnez-lui également les propriétés d'un conducteur idéal. Le résultat devrait être comme dans l'image ci-dessous.

Créez maintenant un canal en terre. Pour ce faire, dessinez un rectangle de la même manière qu'avec le canal d'entrée, effectuez les mêmes opérations, définissez simplement la taille dans le champ Xsize "H", la largeur est la même et dans le champ Position entrez "-H, PortY-YG, 0mm". Nommez-le également «Retour» et donnez à l'objet la même couleur et les mêmes propriétés qu'un conducteur idéal. Maintenant, en utilisant la variable YG, vous pouvez ajuster la distance entre les canaux d'entrée et au sol. Essayez de cliquer sur HFSSDesign et modifiez la variable YG à gauche dans la fenêtre Propriétés , votre canal terrestre se déplacera par rapport à celui d'entrée. Ci-dessous dans l'image, cela devrait se produire comme ceci. Dans le même temps, notez que dans l'arbre de création de l'onglet Perfect E, il y a tous nos éléments.

Créez un cavalier entre les canaux. Pour ce faire, dessinez à nouveau un rectangle et définissez sa taille sur Xsize «W», Ysize sur «YG-W», Position sur «-H, PortY-YG + W, 0 mm». Donnez également à l'objet le nom de «FeedBack», les propriétés du conducteur idéal et la couleur. Le résultat dans l'image ci-dessous.

Génial, il reste à dessiner un méandre:

Nous dessinons le premier rectangle, l'appelons «LineL1» et définissons sa taille Xsize - «W», Ysize - «L1», Position - «-H, PortY + W, 0mm».
Nous dessinons un deuxième rectangle et l'appelons "Ver1" et définissons sa taille Xsize - "H-H2", Ysize - "W", Position - "-H, PortY + W + L1, 0mm".
Nous dessinons le troisième rectangle et l'appelons "LineL2" et lui donnons la taille Xsize - "W", Ysize - "L2", Position - "-H + H2-W, PortY + L1 + 2 * W, 0mm".
«Ver2» Xsize — «H-H2», Ysize — «W», Position — "-H, PortY+L1+L2+2*W, 0mm".
«LineL3» Xsize — «W», Ysize — «L3», Position — "-H ,PortY+L1+L2+3*W, 0mm".
«Ver3» Xsize — «H-H2», Ysize — «W», Position — "-H, PortY+L1+L2+L3+3*W, 0mm".
«LineL4» Xsize — «W», Ysize — «L4», Position — "-H+H2-W, PortY+L1+L2+L3+4*W, 0mm".
«Ver4» Xsize — «H-H2», Ysize — «W», Position — "-H, PortY+L1+L2+L3+L4+4*W, 0".
«LineL5» Xsize — «W», Ysize — «L5», Position — "-H, PortY+L1+L2+L3+L4+5*W, 0".
«Ver5» Xsize — «H-H2», Ysize — «W», Position — "-H, PortY+L1+L2+L3+L4+L5+5*W, 0".
«LineL6» Xsize — «W», Ysize — «L6», Position — "-H+H2-W, PortY+L1+L2+L3+L4+L5+6*W, 0mm".
«Ver6» Xsize — «H-H2», Ysize — «W», Position — "-H, PortY+L1+L2+L3+L4+L5+L6+6*W, 0".
«LineL7» Xsize — «W», Ysize — «L7», Position — "-H, PortY+L1+L2+L3+L4+L5+L6+7*W, 0".
Nous dessinons le quatorzième rectangle et l'appelons "VerLEnd" et lui donnons la taille Xsize - "LEnd", Ysize - "W", Position - "-H, PortY + L1 + L2 + L3 + L4 + L5 + L6 + L7 + 7 * W, 0 ".

N'oubliez pas de noter les couleurs et les propriétés d'un conducteur idéal. Cela devrait se passer comme dans l'image ci-dessous.

Maintenez maintenant Ctrl et cliquez sur LMB sur "Top", puis sur d'autres conducteurs sur le plan supérieur de la carte. Tous les objets seront mis en surbrillance. Ensuite, cliquez sur "Top" RMB -> Modifier -> Booléen -> Unite , maintenant ces objets sont combinés, et si vous cliquez sur l'un d'eux dans l'espace de travail, ils seront tous sélectionnés comme un seul objet. Regardez également l'arbre de conception, l'onglet Unite apparaîtra dans l'objet Top , où tous les composants combinés sont affichés.

Vous devez maintenant ajouter le port. Pour ce faire, tracez un rectangle entre le canal d'entrée et le polygone au sol en fonction de la taille du canal d'entrée. Réglez le rectangle de port sur Xsize - «PortW», Ysize - «W», Position - «-PortW, PortY, 0». Ensuite, cliquez sur ce rectangle RMB et sélectionnez Assign Ecitation -> Lumped Port. Cliquez sur Suivant, sélectionnez Ligne d'intégration -> Nouvelle ligne et tracez une ligne comme indiqué dans la figure ci-dessous, puis cliquez sur Suivant et Terminer.

Développez maintenant HFSSDesign en cliquant sur le signe plus , et dans l'onglet Excitations, votre port apparaîtra, et il apparaîtra également dans l'onglet Sheets de l'arbre de création.

Et la dernière étape: vous devez ajouter le volume dans lequel les calculs seront effectués, pour cela créer une boîte aux dimensions Xsize = 400 mm, Ysize = 200 mm, Zsize = 200 mm et Position "-200, -100, -100". Définir la transparence 1. Vous pouvez également désactiver complètement sa visibilité Pour ce faire, cliquez sur le panneau supérieur Affichage -> Visibilité -> Visibilité Active View et décochez cette case. Après cela, cliquez avec le bouton droit sur votre boîte dans l'arbre de conception et sélectionnez Affecter une limite -> Radiation et cliquez sur OK.

Félicitations, c'est fait! L'image ci-dessous montre la version finale du modèle MIFA.

3. Mettre en place un projet d'analyse

Vous devez d'abord cliquer sur RMB dans Analysis -> Add Solution Setup . Étant donné que l'antenne de ce projet est réglée sur une fréquence de 868 MHz, nous entrons dans la fréquence de 0,868 GHz. Vous aurez votre propre fréquence. Nous indiquons immédiatement le nombre maximum de passes = 36. Le calcul sera donc aussi précis que possible. Cliquez sur OK. Cliquez avec

le bouton droit sur Setup1 dans l'onglet Analyse , puis sélectionnez Ajouter un balayage de fréquence , type d' interpolation , LinearStep et définissez la plage de 750 MHz à 1100 MHz par pas de 1 MHz.

Ensuite, à gauche dans l'arborescence du projet, cliquez sur RMB sur Radiation -> Insérer une configuration de champ lointain -> Sphère infinie. Vous ne pouvez rien changer, c'est-à-dire laissez les angles Phi de 0 à 360 par incréments de 10 degrés et Theta de 0 à 180 par incréments de 10 degrés et cliquez sur OK.

Dans le panneau supérieur, cliquez sur HFSS -> Type de solution et sélectionnez Modal .

Terminé!

4. Optimisation initiale

Il est nécessaire d'effectuer une optimisation, à l'aide de laquelle le programme lui-même sélectionnera les paramètres géométriques nécessaires.

Vous devez spécifier des plages pour chaque variable à modifier. Cliquez avec le bouton droit sur HFSSDesign -> Propriétés de conception , sélectionnez l'onglet Optimisation , dans lequel vous devez vérifier la colonne Inclure à côté des variables qui seront optimisées, et également définir une certaine plage à l'aide des colonnes Min et Max.

Le point de sortie du chemin RF étant souvent déjà fixé, la variable PortY et les paramètres de la décharge restent constants et ne sont pas inclus dans l'optimisation. Tous les paramètres géométriques des méandres, ainsi que la distance entre les canaux d'entrée et de terre, changeront.
Parfois, la hauteur maximale de l'antenne est déterminée par les dimensions de la carte développée, alors le paramètre H doit également rester constant.

Quelques données d'antenne

: H, () . , , H. , H , , H, , H , , , 50 .

.

, YG.

Par conséquent, nous mettons les coches nécessaires et déterminons la plage de variables. Cliquez sur OK.

Cliquez maintenant sur RMB sur Optimetrics à gauche dans l'arborescence du projet, puis sur Ajouter -> Optimisation . Vous devez choisir un algorithme d'optimisation (vous ne devez pas choisir un algorithme «quasi-newtonien», car cet algorithme utilise le gradient du changement de paramètre S, et il peut tomber dans un minimum local), vous pouvez choisir, par exemple, un algorithme «génétique».

Ensuite, cliquez sur Configurer les calculs dans la même fenêtre , sélectionnez les paramètres dans la colonne S, sélectionnez S (1,1) à droite et dB à droite. Accédez à l'onglet Plage de calcul et vérifiez la fréquence.

Vérifiez dans l'onglet Variables les étapes minimales pour changer le paramètreMin ste p, faites-les au moins 0,1 ou moins, de sorte que la précision d'optimisation sera plus élevée, mais l'optimisation peut prendre plus de temps.

Cliquez sur Ajouter un calcul . Condition correcte à "<=", dans Objectif, entrez, par exemple, -40, dans Poids, entrez 1. Ainsi, l'optimisation se poursuivra jusqu'à ce qu'il existe une solution où le coefficient de réflexion S (1,1) est inférieur ou égal à - 40 dB Cliquez sur OK.

Cliquez avec le bouton droit sur OptimizationSetup1 qui apparaît à gauche dans l' onglet Optimetrics -> Analyze . L'optimisation va commencer. Le nombre d'itérations peut atteindre plusieurs milliers. Sur un cœur d'ordinateur (si vous n'avez pas de licence HPC), le temps d'optimisation peut être des heures ou des jours, vous pouvez donc le mettre du jour au lendemain.

En outre, pendant le processus d'optimisation, vous pouvez cliquer sur RMB dans OptimizationSetup1 -> Afficher le résultat de l'analyse . Il y a deux onglets: Plot et Table . L'onglet Plot affiche un graphique des résultats. Plus la valeur de Cost est faible , mieux c'est. Une fois l'optimisation terminée ou après l'arrêt du processus d'optimisation, vous pouvez cliquer sur l'onglet Tableau , trier par valeur de coût en cliquant sur la colonne correspondante, sélectionner l'option avec l'une des valeurs les plus faibles et cliquer sur Appliquer . Vous appliquerez la configuration sélectionnée.

Vous pouvez maintenant faire l'analyse. Cliquez avec le bouton droit sur Setup1 dans l'onglet Analyse -> Analyser .

Après le calcul, vous devez afficher les résultats. Pour ce faire, créez les «rapports» suivants:
RMB par résultats dans l'arborescence du projet -> Créer un rapport de données de solution modale -> Tracé rectangulaire , sélectionnez le paramètre S (1,1) en dB de fréquence. Cliquez sur Nouveau rapport . Et nous avons un onglet dans Résultats , et également un graphique de la dépendance en fréquence du coefficient de réflexion S (1,1) est affiché. L'image ci-dessous montre un exemple de ce graphique à résoudre après l'optimisation initiale, qui a duré 1060 itérations (le paramètre H ici est de 14 mm).

Comme le montre le graphique, le coefficient de réflexion à une fréquence de 868 MHz est de -7,46 dB, ce qui est assez petit, un bon résultat commence à -20 dB. De plus, il y a un deuxième minimum à droite, qui doit être réduit.

Créons le rapport suivant: pour cela, cliquez à nouveau sur RMB dans Résultats -> Créer un rapport sur les champs lointains -> Tracé polaire 3D , sélectionnez le gain -> GainTotal en dB sous tous les angles. Cliquez sur Nouveau rapport. Voici un graphique de KU pour la même solution.

Le KU maximum dans le plan horizontal est de 1,5 dB.

Ajoutez les graphiques de l'entrée active et de la réactance de l'antenne: cliquez sur RMB dans Résultats -> Créer un rapport de données de solution modale -> Tracé rectangulaire , sélectionnez le paramètre Z -> Z (1,1) -> re et cliquez sur Nouveau rapport . Maintenant, dans la même fenêtre, cliquez sur im et Ajouter une trace , et une autre courbe est ajoutée au même graphique. L'image ci-dessous montre les graphiques de l'actif et de la réactance de l'antenne.

La résistance d'antenne est de 21,59 Ohms et la réactance de 11,74 Ohms. La tâche de coordination est d'avoir une résistance active de 50 ohms et une réactance de 0 ohms.

5. Un exemple de changement de géométrie

Rappelez-vous ce que «un peu de données d'antenne» était dans le spoiler? Ainsi, par exemple, en augmentant le paramètre H de 2 mm, nous obtenons les données suivantes:

Et le changement de S (1,1) est causé par le fait que les résistances actives et réactives ont changé, dont les graphiques sont présentés dans la figure ci-dessous, le KU a changé, car les dimensions de l'antenne ont augmenté.

6. Nous effectuons une analyse paramétrique

Afin de vous rapprocher de l'adaptation complète de l'antenne, vous devez effectuer une analyse paramétrique (vous pouvez commencer par paramétrer la distance entre les canaux): cliquez sur RMB sur Optimetrics -> Ajouter -> Paramétrique , dans l'onglet Définitions de balayage à droite, cliquez sur Ajouter , sélectionnez le paramètre YG -> Étape linéaire et entrez une plage, par exemple, de 0,2 mm à 12 mm (la valeur maximale est choisie pour qu'il y ait une distance par rapport au bord de la planche, par exemple 0,5 mm), dans l'onglet Tableau sont toutes les valeurs calculées (il s'est avéré 60), dans l'onglet Options , cochez la case Enregistrer les champs et maillage, cela est nécessaire pour ensuite dessiner beaucoup de courbes sur un graphique et choisir le bon. Cliquez sur OK. Analyse RMB -> Analyser .

Après avoir terminé les calculs sur le premier graphique, sortez la famille de courbes S (1,1) pour chaque variation calculée. Pour ce faire, ouvrez l'onglet graphique XY Plot 1 (si vous n'avez pas modifié le nom), double-cliquez sur dB (S (1,1)) ou RMB sur XY Plot 1 -> Modify Report , ouvrez l'onglet Familles , sélectionnez la famille souhaitée, par exemple, en cliquant sur le bouton dans la colonne Modifier en face de la variable YG -> cochez Utiliser toutes les valeurs . Cliquez ensuite sur Appliquer la trace. Un graphique apparaîtra devant vous, sélectionnez la courbe la plus appropriée en pointant ou en cliquant dessus, rappelez-vous: avec quel paramètre ce graphique est construit, et changez-le dans tous les paramètres du projet. Vous trouverez ci-dessous un graphique d'analyse paramétrique pour l'un des paramètres géométriques.

On peut voir sur le graphique qu'il existe une courbe violette à laquelle S (1,1) atteint -40 dB. Sélectionnez simplement la valeur de ce paramètre, modifiez-le et optimisez-le si nécessaire.

Vous pouvez effectuer de telles analyses paramétriques courtes sur tous les paramètres géométriques.

Soit dit en passant, si vous souhaitez modifier simultanément plusieurs paramètres géométriques, vous pouvez simplement créer une variable, par exemple, k et l'ajouter à tous ces paramètres géométriques, et effectuer une analyse paramétrique sur la variable k. Vous pouvez également essayer d'ajouter et de soustraire cette variable de différents paramètres géométriques, puis l'un d'eux augmentera avec l'augmentation de k et l'autre diminuera. N'oubliez pas d'ajouter «mm» après la valeur numérique dans le champ Valeurparamètre géométrique, sinon il y aura une erreur avec les unités. Par exemple, cliquez sur RMB sur HFSSDesign -> Propriétés de conception -> créez un paramètre k et assimilez-le à 0 (longueur), puis cliquez sur n'importe quel paramètre géométrique -> Modifier et dans le champ Valeur , entrez «15 mm + k». Maintenant, il n'y aura plus d'erreurs.

7. Optimisation finale

Lorsque vous avez choisi la meilleure conception géométrique après paramétrage, vous pouvez obtenir des résultats maximaux. Pour ce faire, nous allons effectuer une autre optimisation au voisinage des valeurs des paramètres géométriques déjà obtenus, c'est-à-dire il est nécessaire de réduire la plage de changements de paramètres dans HFSSDesign -> Design Properties pour toutes les variables mutables.

Faites un clic droit sur Optimetrics à gauche dans l'arborescence du projet, puis sur Ajouter -> Optimisation . Vous devez sélectionner un algorithme d'optimisation de recherche de modèle . Ajoutez à nouveau la variable S (1,1) comme dans l'optimisation initiale, ajoutez maintenant la deuxième variable en appuyant sur Configuration du calcul . Et en sélectionnant Champs lointains à gauche dans le champ Type de rapport , cliquez surgain -> GainTotal en dB. Ensuite, ajoutez Ajouter un calcul et entrez dans le champ Condition "> =", dans le champ Objectif "10", dans le champ Poids "0", afin que la première variable soit plus importante en poids, car la coordination est plus importante pour nous que KU.

Vérifiez dans l'onglet Variables les étapes minimales pour changer le paramètre Min ste p, plus petite est la meilleure, car la précision d'optimisation sera plus élevée, mais l'optimisation peut prendre plus de temps.

Nous commençons l'analyse. Très probablement, l'optimisation passera rapidement et vous obtiendrez automatiquement le résultat, c'est-à-dire vos paramètres géométriques eux-mêmes changeront en nouveaux, car dans l'onglet Général de l'analyse d'optimisation, il y a une coche pour mettre à jour les paramètres après l'optimisation.

Félicitations, votre MIFA est prêt!

Un exemple d'antenne entièrement optimisée:

Ainsi que le graphique Smith.

Mais comment émet l'antenne?

Vous pouvez créer une animation du rayonnement du champ E: ouvrez Plans -> appuyez sur XY ou XZ, puis cliquez sur RMB dans la zone de travail -> Champs de tracé -> E -> Mag E -> Terminé . Après l'expansion Superpositions champ onglet , RMB par Mag_E1 -> Animer .

Vous pouvez créer une animation du rayonnement du champ H: ouvrez Plans -> appuyez sur XY ou XZ, puis cliquez sur RMB dans la zone de travail -> Champs de tracé -> H -> Mag H -> Terminé . Après l'expansion Superpositions champ onglet , RMB par Mag_H1 -> Animer .

Les GIF montrent un fort rayonnement électromagnétique. Le courant à l'extrémité du côté méandre de l'antenne est minime.

Conclusion

Je voudrais ajouter que la simulation la plus précise de l'antenne MIFA sera, si vous créez le modèle le plus réaliste avec tous les vias, composants électroniques et autres objets à proximité installés sur la carte, les conducteurs doivent être volumineux et avoir, par exemple, des propriétés de cuivre.

Comme le montre la pratique, des modèles souvent simplifiés et idéalisés suffisent souvent. Il est préférable de placer les plots de contact sous le filtre ou les circuits d'adaptation, de mesurer le SWR et d'autres caractéristiques d'entrée de l'antenne avec l'appareil, de calculer les valeurs des composants du filtre pour une correspondance réelle maximale et d'installer les composants sur ces plots.

Merci de votre attention, j'espère que vous avez apprécié cet article.

Modéliser une antenne F à méandre inversé est facile