二、HFSS計算天線陣列方法匯整
最為準確的天線陣場計算為全陣列計算。天線組陣后,各單元間會產生互耦;天線陣的邊緣會存在場的繞射等邊緣效應,這使得使用方向圖乘積定理計算天線陣的場時變得不夠準確。但考慮到大型陣列計算需要大量資源和時間,單元法作為估測陣列場分布有一定的指向意義。
HFSS單元計算+陣列計算
HFSS在進行電大尺寸電磁計算時顯得捉襟見肘,可以使用單元法進行近似分析(基于方向圖乘積定理)。主要步驟是先計算單獨一個單元,再據此進行陣列演算。單元法主要可采用方法有:
①主從邊界+Floquent Port,主從邊界所在邊界尺寸為陣列單元間距(陣列為整體而輻射元獨立的,如微帶陣,主從邊界與單元天線邊緣疊合);
②主從邊界+PML,主從邊界所在邊界尺寸為陣列單元間距(陣列為整體而輻射元獨立的,如微帶陣,主從邊界與單元天線邊緣疊合);
③單元天線加輻射邊界。
以下是采用單元法與全陣列計算結果對比的二組實例,分別是微帶2x2陣列天線和波導3x3陣列天線。
在HFSS中對單元天線建模,然后分別設定主從邊界(對于掃描的設好掃描角變量)、Floquent Port和PML,各模型圖如下圖所示。其中主從邊界尺寸為陣列中單元間距,頂部距天線≥λ/4,輻射邊界距天線邊緣≥λ/4。(注:PML層的上平面一般設定為Impedance邊界,阻抗為377*cos(theta_scan))
單元天線數據計算完之后,選擇HFSS-Radiation-Antenna—Array Setup—Rectangular Setup—Regular Array,在對話框中輸入相應的陣列數據,然后按確認。設置完成后得到的即是陣列場數據。單元間距需要提前計算好合適數值。


全尺寸陣列輻射邊界


Floquent_Port+主從邊界PML+主從邊界