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| 21SIII-T03 利用ANSYS 3D组件功能分析大型阵列天线 .pdf |
利用ANSYS 3D组件功能分析大型阵列天线 |
2021-09-30 14:48:39 2021-09-30 14:48:39 |
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利用Ansys 3D组件功能分析大型阵列天线
2021.09.30到目前为止， Ansys HFSS 一直支持从单个天线单元到大型阵列天线的高效分析。 为了进一步扩展了这些组件， Ansys 3D组件对大型仿真模型进行组件化，从而允许每个单元进行电磁场仿真。 图一是使用 3D 组件功能分析 8x8 阵列天线的波束成形特性，该阵列天线具有 77GHz 的频段。
图一、带有天线罩的77GHz 频段 8x8 阵列天线
解决方案说明
对于非常高的频段（如 77GHz），分析由大量天线单元组成的阵列天线需要的计算成本越高。在天线形状越复杂的设计下，Ansys 3D 组件可以将大型仿真模型拆解为小的单元模型， 这些小的单元模型很容易在Ansys HFSS的电磁场仿真中重复使用, 即可大幅缩短大型阵列天线的仿真时间，图二显示了使用 3D 组件进行分析的模型。
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图二、带有 3D 组件的 8x8 阵列天线
图三显示了构成阵列天线的每个单元的 3D 组件，后续经过定义单元排布成 8x8 阵列天线， 即可取代全阵建模仿真。 3D 组件包含的信息有几何结构、材料属性、边界条件、激励条件， 因此可以在不降低精度的情况下进行计算， 而每个模型的边界条件如图四所示。
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图三. 构成相控阵天线的每个 3D组件 （a） 天线和天线罩、（b） 基板和天线罩（侧面）、（c） 基板和天线罩（角）、（d）辐射空间
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图四. 应用于 3D 组件的边界条件
图五显示了 3D 组件在阵列蒙版中定义单元排布，可将3D 组件摆放在阵列天线上进行分析，特别是在处理超大型阵列天线时，可显着提高设计效率，软件同时保有高的仿真精度，仿真结果如图六所示。
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