HFSS计算天线accept power：揭秘天线性能评估新指标

最近在研究HFSS 天线的仿真，主要聚焦基本的矩形贴片天线 。通过HFSS仿真后有以下几个参数：

1、输入功率incident power

HFSS仿真时的edit source里面的端口输入功率值

2、天线接收功率accepted power

与输入功率和端口的S参数 有关，官方的文档给出的解释是Pacc与输入功率和端口的S参数有关，通过仿真证实了这个说法，如果是单端口的天线，且衬底材料和金属导体都为无耗的理想材料，仿真后的结果满足下面官方文档中的公式(2)，如果是有耗材料和铜导体，仿真的Pacc则比公式(2)中计算的值要小，推测是因为有衬底损耗和导体损耗。

下面用仿真结果来证实，

1、无耗材料，仿真8.5GHz的微带天线 ，得到的S11值：

计算得到Pacc=1W*(1-0.20709^2)=0.95711W，观察HFSS的antenna parameters窗口，该值为957.12mW，与S参数取前3位小数计算出的值一致。

但是图中的辐射功率 为啥比1W大，难道是因为整个结构无耗，产生了什么奇怪的数值吗？头一次看见增益 比实际增益大的情况。（先不管了，以后有时间研究吧）

HFSS中计算的S参数按help文档中的说明，用modal计算各参数用的是功率之比，为啥求dB的时候要20呢？即20log(S11).比如下图中的数据，-13.7dB=20log(0.20709)，S参数是由入射波和反射波的概念来定义的，HFSS只是用功率或者电压电流作为求解手段，并不代表S参数的定义会被改变为功率之比。

这里有个猜测，之后再去教材中找答案，那就是工程中常以功率为链路的计算依据，所以以功率为计算基础的dB值 是*10，而S参数以电压或电流为基础计算，所以dB值*20，为了方便能与功率链路直接计算。

2、有耗材料，仿真8.5GHz的微带天线，得到的S11值：

计算得到Pacc=1W*(1-0.0082973^2)=0.99993W，观察HFSS的antenna parameters窗口，该值为965.65mW，与计算值相比少了约30mW，猜测就是衬底损耗和金属损耗，但不知道改变结构和尺寸时，这个损耗值变不变，应该也可以从教材中找到对应的说法。

3、如果输入有两个端口，在无耗条件下仿真计算得到的值可以用Pinc*（1-|S11|^2-|S12|^2），这里有一些像电路的理论，输入功率在端口除了去天线，还有被反射的部分，以及从另一个端口出去的部分。