11.4 HFSS陣列天線設(shè)計之邊界條件和激勵設(shè)置

    為了能夠使用單個陣元模型構(gòu)造出整個天線陣列，自由空間模型 AirBox 的四周表面需要被設(shè)置為主從邊界條件， AirBox 的上端口需要被設(shè)置為 Floquet 端口激勵方式。因?yàn)樵?HFSS 中，與背景相接觸的表面會被自動設(shè)置為理想導(dǎo)體邊界，所以陣元波導(dǎo)模型 WaveGuide 的四壁不需要再分配邊界條件，采用默認(rèn)的理想導(dǎo)體邊界設(shè)置即可；陣元波導(dǎo)模型WaveGuide 的底端需要被設(shè)置為波端口激勵方式。

   11.4.1 設(shè)置AirBox 左右兩側(cè)表面為主從邊界條件

    1．分配主邊界條件

    （1）按快捷鍵F，切換到面選擇狀態(tài)；單擊鼠標(biāo)選中AirBox 的右側(cè)表面，如圖 11.9（a） 所示。

圖 11.9 設(shè)置主邊界條件

    （2）在三維模型窗口任意位置單擊鼠標(biāo)右鍵，從彈出菜單中選擇【Assign Boundary】→ 【Master】，打開如圖 11.10 所示的“主邊界條件設(shè)置”對話框。

    （3）在該對話框中，Name 項(xiàng)保持默認(rèn)的 Master1 名稱不變；單擊打開 U Vector 左側(cè)的下拉列表，從中單擊 New Vector…，進(jìn)入坐標(biāo)位置輸入狀態(tài)，定義主邊界條件 U 坐標(biāo)軸的方向。

    （4）在 HFSS 用戶界面底部狀態(tài)欄 X、Y、Z 對應(yīng)的文本框中分別輸入0.45，0.95 和1，單擊回車鍵確定；然后在狀態(tài)欄dX、dY、dZ 對應(yīng)的文本框中分別輸入 0，0 和 1，再次單擊回車鍵確認(rèn)。此時，定義了U 坐標(biāo)軸的方向?yàn)檠刂?z 軸正向，并退回到主邊界條件設(shè)置對話框，對話框中 U Vector 左側(cè)文本框由原先的Undefined 變?yōu)?Defined。

（5）單擊對話框的按鈕，完成設(shè)置。

（6）設(shè)置完成后，主邊界條件Master1 會添加到工程樹的 Boundaries 節(jié)點(diǎn)下。展開工程樹 Boundaries 節(jié)點(diǎn)，單擊 Master1 項(xiàng)，可以高亮顯示上面定義的主邊界條件，如圖 11.9（b） 所示。 

圖 11.10 “主邊界條件設(shè)置”對話框

    2．分配主邊界條件 Master1 對應(yīng)的從邊界條件

    （1）按快捷鍵 F，切換到面選擇狀態(tài)；單擊 AirBox 的前表面靠近左側(cè)表面的位置，如圖 11.11 所示；然后按下快捷鍵 Ctrl+B，選中 Airbox 的左側(cè)表面。

圖 11.11 單擊前表面左側(cè)位置選中前表面

    （2）在三維模型窗口中的任意位置單擊鼠標(biāo)右鍵，從彈出菜單中選擇【Assign Boundary】→【Slave】，打開如圖 11.12 所示的“從邊界條件設(shè)置”對話框。

圖 11.12 “從邊界條件設(shè)置”對話框 

    （3）在該對話框中，Name 項(xiàng)保持默認(rèn)名稱 Slave1 不變，Master 項(xiàng)從其下拉列表中選擇與之相對應(yīng)的主邊界條件 Master1；單擊打開 U 項(xiàng)右側(cè)的下拉列表，從中單擊 New Vector…， 進(jìn)入坐標(biāo)位置輸入狀態(tài)，定義從邊界 U 坐標(biāo)軸的方向；需要注意的是從邊界 U 坐標(biāo)軸的方向 必須和主邊界 U 坐標(biāo)軸的方向一致。

    （4）在 HFSS 用戶界面底部狀態(tài)欄 X、Y、Z 對應(yīng)的文本框中分別輸入0.45，0.05 和 1，單擊回車鍵確定；然后在狀態(tài)欄 dX、dY、dZ 對應(yīng)的文本框中分別輸入0，0 和 1，再次單擊回車鍵確認(rèn)。此時，即定義了 U 坐標(biāo)軸的方向，并退回到“從邊界條件設(shè)置”對話框。

    （5）對話框中，U 項(xiàng)左側(cè)文本框由原先的 Undefined 變?yōu)?Defined；同時，V 項(xiàng)對應(yīng)的 Reverse Direction 復(fù)選框也被激活，選中激活的 Reverse Direction 復(fù)選框；然后單擊按鈕，打開如圖 11.13 所示的對話框，設(shè)置從邊界的掃描角。

圖 11.13 設(shè)置掃描角

    （6）選中對話框最上方的 Use Scan Angles to Calculate Phase Delay 單選按鈕，在Phi 項(xiàng)對應(yīng) 的文本框輸入變量 phi_scan，在 Theta 項(xiàng)對應(yīng)的文本框輸入變量 Theta_scan；單擊按鈕。

    （7）此時，由于變量 phi_scan 和 theta_scan 尚未定義，所以會彈出如圖 11.14 所示的“添 加變量”對話框。對于變量 phi_scan，在對話框中的 Value 文本框內(nèi)輸入初始值 0deg，然后單擊按鈕；對與變量 theta_scan，在對話框中的 Value 文本框內(nèi)輸入初始值 30deg，然后 單擊按鈕。定義了phi_scan 和 theta_scan 這兩個變量后，即完成了從邊界的設(shè)置。

圖 11.14 “添加變量”對話框

    設(shè)置好的主從邊界條件 Master1 和 Slave1 如圖 11.15 所示。 

圖 11.15 主從邊界 Master1 和 Slave1 

    11.4.2 設(shè)置AirBox 前后表面為主從邊界條件

    重復(fù)上一節(jié)的步驟 1 和步驟2，設(shè)置 AirBox 前后表面為主從邊界條件，其中前表面為主邊界條件Master2，后表面為從邊界條件Slave2，從邊界條件Slave2 的掃描角與 Slave1 的掃描角設(shè)置相同。

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