HFSS仿真结果的可视化呈现

1、回波损耗 Si
回波损耗又称为反射损耗。是电缆链路由于阻抗不匹配所产生的反射，是一对线自身的反射。不匹配主要发生在连接器的地方，但也可能发生于电缆中特性阻抗发生变化的地方，所以施工的质量是提高回波损耗的关键。回波损耗将引入信号的波动，返回的信号将被双工的千兆网误认为是收到的信号而产生混乱。

回波损耗是传输线端口的反射波功率与入射波功率之比，以对数形式来表示，单位是dB，一般是负值，其绝对值可以称为反射损耗

从回波损耗S1中可以看出天线的中心频率、带宽等参数，回波损耗是分析天线性能的重要指标之一。
有两种方法可以绘制回波损耗结果图形。方法一:执行菜单命令[HFSS] > [Results] > [Create Modal Solution Data Report] >[Rectangular Plot]， 弹出设置对话框。在该对话框中，“Solution”选项选择[矩形图]，弹出设置对话框，选项选择“Setupl: Sweep"; “Domain”选项选择“Sweep";在“Update Report" 处，勾选“Real“setupl：选项选择”、“域”、“在”、“更新报告”、“处，勾选”Real time"; Trace 标签页中，“Primary Sweep" 选项选择“Freq”; x勾选“Default", Y填写“dB (S (1,1))”, “Category”选项选择“S Parameter”, “ Quantity”选项选择S (1,1)、“Function"选项选择“dB"。 然后单击[New Report] 按钮，关闭该对话框，软件窗口中会生成回波损耗S11的图形。

方法二:在“Project Manager”小窗口中，选中“Results",单击鼠标右键执行菜单命令[Create Modal Solution Data Report] > [Rectangular Plot]，剩下的操作同方法一。由于方法二较快捷，推荐使用该方法。

2、输入阻抗

天线的输入阻抗一般是复数， 实部称为输入电阻，以r表示，虚部称为输入电抗，以im表示，在HFSS软件中可以直接查看天线输入阻抗的大小，以便于查看天线的匹配状态。在“Project Manager” 小窗口中，选中“Results",单击鼠标右键执行菜单命令[Create Modal Solution Data Report] > [ Rectangular Plot],弹出设置对话框，在该对话框中，“Solution” 选项选择“Setupl: Sweep", “Domain”选项选择“Sweep",“UpdateReport”处;勾选“Real time"; “Trace” 标签页中，“Primary Sweep"选项选择“Freq",“X”勾选“Default",“Y”填写“re (Z (1,1))”和“im (Z (1,1))”，“Category”选项选择“Z Parameter",“Quantity" 选项选择“Z (1,1)”, “Function”选项选择“im" 和“re”。然后单击[New Report] 按钮，关闭该对话框，软件窗口中会生成输入阻抗的图形。

3、导纳

导纳是阻抗的倒数，即Y=1/Z。HFSS 软件中可以直接查看天线的导纳。在“Project Manager”小窗口中，选中“Results”，单击鼠标右键执行菜单命令[Create Modal Solution Data Report] > [ Rectangular Plot],弹出导纳设置对话框在该对话框中该对话框中，“Solution”选项选择“Setupl: Sweep", “Domain”选项选择“Sweep",“Update Report” 处勾选“Real time"; “Trace” 标签页中，“Primary Sweep” 选项选择“Freq”，“X”勾选“Default",“Y”填写“re (Y(1,1))”和“im (Y(1,1 ))”,“Category”选项选择“Y Parameter", “Quantity”选项选择“Y (1,1)”, “Function" 选项选择“im” 和“re".然后单击[New Report] 按钮，关闭该对话框，软件窗口中会生软件窗口中会生成导纳的图形。

4、smith圆图
Smith圆图是应用最广泛的匹配电路设计工具之一，其将特征参数和工作参数形成一体，图解法解决微波问题，简单、方便且直观。在HFSS软件中，查看s参数的Smith圆图的步骤如下.在“Project Manager”小窗口中，选中“Results", 单击鼠标右键执行菜单命令[ Create Modal Solution Data Report] > [ Smith Chart],弹出设置对话框。在该对话框中，“Solution"选项选择“ Setupl:Sweep",“Update Report” 处勾选“Real time ”;“Trace”标签页中，“Primary Sweep” 选项选择“Freq”， “polar” 处填写“S (1,1)” ，“Category" 选项选择“S Parameter”, “Quantity" 选项选择“s (1,1)”， “Function" 选项选择“”。然后单击[New Report] 按钮，关闭该对话框，软件窗口中会生成Smith圆

5、电压驻波比
电压驻波比的物理意义是电压振幅最大值与最小值之比。对于无耗传输线，电压驻波比大于等于1。VSWR=1表示行波状态，也就意味着负载匹配。在HFSS软件中可以很方便直观地查看VSWR。在“Project Manager” 小窗口中，选中“Results", 单击鼠标右键执行菜单命令[Create Modal Solution Data Report] > [Rectangular Plot]， 弹出设置对话框.在该对话框中，“Solution"选项选择“Setupl: Sweep", “Domian”选项选择“Sweep", “Update Report”处勾选“ Real time”", “Trace” 标签页中，“Primary Sweep”选项选择“Freq", “X"勾选“Default", “Y”处填写“VSWR (1)” ,“Category” 选项选择“VSWR",“Quantity"选项选择“VSWR (1)”， “Function”选项选择“"。 然后单击[New Report]按钮，关闭该对话框，软件窗口中会生成VSWR的图形。

6、方向图
方向图的步骤。
二维增益方向图
1.E面方向图
在“Project Manager” 小窗口中，选中“Radiation"，单击鼠标右键执行菜单命令
[ Insert Far Field Setup] > [ Infinite Sphere…].弹出设置对话框，在该对话框中，“Name”文本框中输入名称“E Plane”, 在“Phi”选项的“Star”、 “Stop”和“StepSize”中均填写“0deg"，在“Theta”选项的“Star”、 “Stop” 和“Step Size” 中分别填写“0deg”、 “360deg”、 “Ideg”。 然后单击[确定]按钮，完成设置。此时，Radiation 节点下就会出现E_ Plane 辐射表面。然后，选中“Results",单击鼠标右键执行菜单命令[Create Far Fields Report] >[Radiation Pattemn],弹出设置对话框，在该对话框中，“Solution”选项选择“Setupl: LastAdaptive”, “Geometry”选项选择“E_ Plane”, “Update Report” 处勾选“Real time";“Trace" 标签页中，“Primary Sweep" 选项选择"Theta”, “Ang”勾选“Default",“Mag”填写“dB (GainTotal)” ，“Category"选项选择“Gain”,“Quantity"选项选择“GainTotal”，“Function” 选项选“dB”。然后单击[New Report] 按钮，关闭该对话框,软件窗口中会生成E面方向图。

2.H面方向图
H面方向图的画法和E面方向图的画法类似，不同的只是在“Phi”选项的“Star”、“Stop”和“Step Size” 中分别填写“90deg”、“90deg"、“0deg”， 在“Theta”选项的“Star"、“Stop" 和“Step Size” 中分别填写“0deg”、“360deg”、“Ideg”， 。最后软件窗口中会生成H面方向图，[Radiation Pattemn],弹出设置对话框。在该对话框中，“Solution”选项选择“Setupl: LastAdaptive”, “Geometry”选项选择“E_ Plane”, “Update Report” 处勾选“Realtime";“Trace" 标签页中，“Primary Sweep" 选项选择"Theta”, “Ang”勾选“Default",“Mag”填写“dB (GainTotal)” ，“Category"选项选择“Gain”,“Quantity"选项选择“GainTotal”，“Function” 选项选择“dB”。然后单击[New Report] 按钮，关闭该对话框,软件窗口中会生成H面方向图

6、三 维方向图
对于三维方向图，辐射表面的设置方法和E面、H面方向图的设置方法也类似，不同的是在“Phi"选项的“Star"、 “Stop” 和“Step Size” 中分别填写“ 0deg”、“360deg”. 1deg
“Star"、“Stop" 和“Step Size” 中分别填写“0deg”、“360deg”、“Ideg”。然后，选中“Results”，单击鼠标右键执行菜单命令[Create Far Fields Report] > [3D Polar Plot]， 弹出设置对话框。在该对话框中，“Solution”选项选择“Setupl: LastAdaptive”, “Geometry”选项选择“3D”，“Update Report” 处勾选“Real time":“Trace"标签页中，“Primary Sweep”选项选择“Phi",“Secondary Sweep”选项选择“Theta”，“Phi” 勾选“Default",“Theta” 勾选“ Default",“Mag" 填写“dB (GainTotal)” ，“Category”选项选择“Gain”,“Quantity"选项选择“GainTotal",“Function”选项选择“dB”。然后单击[New Report] 按钮，关闭该对话框，软件对话框中会生成三维方向图。

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