HFSS中弯曲的单极子天线的建模

1.背景介绍

HFSS课程最近安排了仿真紧凑型圆极化天线，模型如下图1.1所示，从图1.1中可见，该天线由四个弯曲的单极子和印刷在电路板上的馈电网络组成。建模的难点就是四个弯曲的的单极子天线处的圆柱直角，如图1.1中红色圆圈标出来的那样。

图1.1 原模型

2.建模过程 

介质基板和馈电网络的建模过程暂且不提，直接从圆柱直角处开始进行建模。

 

Part1 Cylinder1

首先，做出第一段圆柱体，如图2.1所示。我们命名为Cylinder1

 

图2.1 第一段圆柱体Cylinder1

 接下来，做圆柱直角。

 

Part2 Circle1

画一个圆，半径大小和Cylinder1维持一致，并且置于Cylinder1的顶端。如图2.2所示。将其命名为Circle1。

图2.2 Circle1

Part3 Polyline1

在工程树下选中Circle1，同时在操作栏下选中，即Draw center point arc，由于第二段圆柱体沿x轴负向，所以接下来讲操作界面改到xz界面，如图2.3所示。

图2.3 更改操作界面到xz平面

接下来开始Draw center point arc，先找到画中心圆弧的第一个点，此时光标会变成三角，如图2.4所示。接着移动鼠标到Circle1的圆心处，此时光标会变成绿色圆状，单击鼠标左键，如图2.5所示。移动鼠标，直到出现一个90°的圆弧，如图2.6所示，双击鼠标左键，最终结果如图2.7所示。所画线命名为Polyline1。

图2.4 画中心圆弧的第一个点 图2.5 第二步，鼠标移动到Circle1的中心 图2.6 确定两点后，移动鼠标，画一个90°的圆弧 图2.7 最终结果，Polyline1

Part4 Along Path

 

工程树下同时选中Circle1和Polyline1，鼠标右键->Edit->Sweep->Along Path，弹出界面按默认操作，无需更改，点击ok。如图2.8所示。最终结果如图2.9所示，从图中我们可以看到，圆柱直角已经出来了。

 

图2.8 无需操作，点ok

 

图2.9 直角圆柱已经建模成功。

Part5 Sweep Faces Along Normal

接下来，建模剩下的部分，如何建模呢？第一种方法就是画一个圆柱，只要计算出坐标就可以，当然缺点是计算颇多颇麻烦。第二种方法就是继续使用面操作，通过Sweep来建模另一段圆柱体。接下来介绍第二种方法。

此时，操作界面是xz平面还是xy平面无所谓。鼠标右键->Select Faces,选中图2.10所示的面。鼠标右键->Edit->Surface->Sweep Faces Along Normal,如图2.11所示。在接下来弹出框下按要求输入Length of Sweep,即长度。最终结果如图2.12所示。

 

图2.10 选中图中所示面 图2.11 Sweep Faces Along Normal 图2.12 弯曲的单极子天线已建模完成

 

剩下的三个弯曲单极子天线可通过对已建模弯曲单极子天线的旋转操作来完成。

结束！