10.11 HFSS微帶天線優(yōu)化設計

    通過上一節(jié)的參數(shù)掃描分析，我們知道微帶貼片長度 Length 的變化對矩形微帶天線諧振頻點的影響顯著，而微帶貼片寬度Width 的變化對矩形微帶天線諧振頻點的影響很小。當Length=29.5mm，Width=41.4mm 時，諧振頻率約為2.45GHz。因此進行優(yōu)化設計時，只需要優(yōu)化變量Length，并可以設置變量Length 的優(yōu)化范圍為 29～30mm。優(yōu)化算法選擇 SNLP， 目標函數(shù)取 S11的最小值，在 HFSS 中即取 dB(S(P1，P1))的最小值。

     （1）從主菜單欄選擇【HFSS】→【Design Properties】命令，打開屬性對話框，選中Optimization 單選按鈕，再選中變量Length 對應的復選框，在變量Length 對應的Min 和Max 欄輸入 29 和 30，如圖 10.36 所示；然后單擊按鈕。這樣就設置了變量 Length 為 優(yōu)化變量，且其優(yōu)化范圍為 29～30mm。

圖 10.36 添加優(yōu)化變量

    （2）右鍵單擊工程樹下的 Optimetrics 節(jié)點，從彈出菜單中選擇【Add】→【Optimization】命令，打開如圖10.37 所示的優(yōu)化設置對話框。在該對話框 Goals 選項卡界面，Optimizer 項選擇 Sequential Nonlinear Programming；Max No. of Iterations 項輸入15；然后單擊按鈕，打開如圖 10.38 所示的 Add/Edit Calculation 對話框。

圖 10.37 優(yōu)化設置對話框

    （3）在 Add/Edit Calculation 對話框中，左側(cè) Solution 項選擇 Setup1: LastAdaptive，右側(cè) Category 欄選擇 S Parameter，Quantity 欄選擇 S(P1,P1)，F(xiàn)unction 欄選擇dB；然后單擊按鈕，添加 dB(S(P1,P1))為目標函數(shù)；最后單擊按鈕，關閉Add/Edit Calculation 對話框，返回 Setup Optimization 對話框界面。

圖 10.38 Add/Edit Calculation 對話框

    （4）此時，在Setup Optimization 對話框Cost 欄會列出新添加的優(yōu)化目標函數(shù) dB(S(P1,P1))，單擊目標函數(shù)對應的 Condition 欄，從其下拉列表中選擇 Minimize，完成后的 狀態(tài)如圖 10.39 所示。

圖 10.39 優(yōu)化設置對話框的Goals 選項卡

    （5）單擊選擇 Setup Optimization 對話框的 Variables 選項卡，如圖 10.40 所示，在 Length 對應的 Starting Value 欄輸入 29.5mm；然后單擊按鈕，在新增的 Min Focus 和 Max Focus 欄分別輸入29.2 和29.8。

圖 10.40 優(yōu)化設置對話框的 Variables 選項卡

    （6）單擊選擇 Setup Optimization 對話框的 General 選項卡，Parametrics 項選擇 Parame- tricSetup1；其他項都保持默認設置。最后單擊按鈕，退出 Setup Optimization 對話框， 完成優(yōu)化設置。

    （7）完成后，默認的優(yōu)化設置名稱 OptimizationSetup1 會添加到工程樹的 Optimetrics 節(jié)點下。右鍵單擊工程樹 Optimetrics 節(jié)點下的 OptimizationSetup1，從彈出菜單中選擇【Analyze】 命令，運行優(yōu)化分析。

    （8）優(yōu)化分析需要比較長的一段時間。在優(yōu)化分析完成后，右鍵單擊工程樹 Optimetrics 節(jié)點下的OptimizationSetup1，從彈出菜單中選擇【View Analysis Result】命令，打開 Post Analysis Display 窗口，選擇 Table 單選按鈕，查看優(yōu)化結(jié)果，如圖 10.41 所示。

圖 10.41 優(yōu)化分析結(jié)果

    從顯示的優(yōu)化結(jié)果中可以看出，軟件總共做了15 次優(yōu)化迭代計算，其中第7 次迭代計 算的目標函數(shù)值最小，其對應的優(yōu)化變量 Length ≈ 29.45mm 。 

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