使用HFSS-MATLAB-API設(shè)計天線的研究.pdf

1、2008年11月,在北京大學(xué)舉行的一場研討會上,提出把物聯(lián)網(wǎng)和移動技術(shù)作為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新增長點。2009年溫家寶總理在參觀無錫物聯(lián)網(wǎng)研究所時,提出把物聯(lián)網(wǎng)列為中國新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)之一。截至目前,中國的物聯(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。
　　 射頻識別技術(shù)(Radio Frequency Identification)簡稱RFID,作為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的一項重要技術(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。射頻識別

2、不是一個簡單的技術(shù),而是擁有他的完整的技術(shù)要求,應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。射頻識別的支撐硬件便是無線通信裝置,有的無線收發(fā)端看似僅僅由簡單的天線,低噪放,濾波器,混頻器,本振器組裝而成,但是深入研究的話,我們會發(fā)現(xiàn),構(gòu)建一個能夠應(yīng)用并且性能穩(wěn)定的系統(tǒng),是一個多么復(fù)雜的過程。在這個龐大的系統(tǒng)中,每一個器件,每一個環(huán)節(jié)都要設(shè)計的周到,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。眾所周知,隨著無線產(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。我們切合實際熱點應(yīng)用,獨辟蹊徑,采用新的方法來設(shè)計出一款天線,該天線可以應(yīng)用在射頻識別遠(yuǎn)距離領(lǐng)域通信領(lǐng)域,具有抗干擾特點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。這不僅是一種數(shù)值計算和建模的方法學(xué)上的應(yīng)用,也是一種在天線產(chǎn)品設(shè)計和優(yōu)化的時效性應(yīng)用。它巧妙地借助Matlab強(qiáng)大的數(shù)值計算和建模功能,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,是基于電磁場有限元方法,來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)化算法對天線尺寸進(jìn)行研究時,就需要接口程序編程建模,來彌補傳統(tǒng)建模的不足。此過程是以Vb語言的文件形

5、式,來記錄腳本。利用Matlab來實現(xiàn)腳本的讀寫,充分體現(xiàn)了Matlab程序的簡易讀寫的特點。由于國內(nèi)對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)會體驗該腳本獨有的價值。我們應(yīng)用Hfss-Matlab-Api腳本在2.45GHz圓極化貼片天線的設(shè)計上,給出了詳細(xì)的設(shè)計流程,結(jié)合個人體驗,給出完善的結(jié)果。也希望我們的工作,能引起國內(nèi)天線設(shè)計者的興趣,為他們提供一些啟示。