关于《HFSS天线设计》的学习-李明洋互动帖
对于天线设计的学习，我也借此发表一些个人浅见，与大家一起讨论交流：
1. 对于天线设计，发展到今天已经很成熟了。天线设计理论很难，但工程上懂得最基础的理论知识和概念后，照葫芦画瓢，在实践中学习，也能设计出性能ok的天线。所以不要被高深的理论，繁琐的公式吓到，因为设计中你其实可以抛开它，所谓实践出真知。
2. 当然，最基本的天线知识和概念还是必须的，比如天线带宽、天线增益、效率、方向性系数等概念必须首先弄清楚，否则学习也是一头雾水，收效甚微。天线基础知识的学习，大家可以拿哈工大马汉炎《天线技术》看看，推荐这本书不是因为有其有多经典，而是因为其内容足够精简，可以很快看完。不要一开始就拿本大部头的天线书籍，把自己吓到。
3. HFSS是仿真分析工具，借助于工具可以事半功倍，大大提高工作效率，尤其对于复杂的天线更是如此。所以掌握HFSS的使用，对实际的工作肯定会大有帮助。
4. 天线设计也是工程性很强的工作，只靠仿真分析是远远不行，还需要如何懂得测试，如何衡量天线的性能好坏。所以，在学习过程，大家不妨用铜皮自己cut一个简单的天线，然后借助于矢网和暗室（如果有的话）实际测量一下天线的回波损耗、带宽、方向图、增益等性能。自己完全走一遍整个流程，就会印象深刻。
总之，一句话，好好学习，天天向上，薪水翻番！
HFSS学习活动见：射频仿真学习进行时，ADS、HFSS学习走起~~
注：谢谢大家的踊跃提问， 因工作比较忙，不能及时响应，还请见谅。我这边争取做到至少每两天上来一次回答大家的提问，谢谢大家的理解与配合。
顶，支持。都是用HFSS设计天线的书，能不能推荐点用HFSS设计腔体滤波器的书啊。
回复==============
还没有专门讲解HFSS设计腔体滤波器正式出版的书，关于腔体滤波器的设计理论，推荐你看一本老书：甘本袚的《现代微波滤波器的结构与设计》
李明洋老师过来指导大家学习HFSS了，欢迎！
欢迎李老师
对于HFSS的应用不光在天线上，对于无源的仿真都还不错，还是感觉入门比较简单，但是想熟练掌握应用还是很难的。
我有个问题一直没搞明白
因为毕设要做一款芯片的天线的设计，922M的，所以最近都在忙着找资料什么的。芯片工作频率是920Ｍ
输出阻抗在３１－ｊ３１１欧姆。这款ＲＦＩＤ芯片厂家的ｄａｔａｓｈｅｅｔ 就是一坨ｓｈｉｔ，天线就画了一个ｄｉｐｏｌｅ的示意图，具体的没画出来，不像ＴＩ的ｄａｔａｓｈｅｅｔ，天线的具体尺寸都标出来了。于是我只能通过自己仿真，自己实际制作尝试。我找到了原厂家的这款芯片的标签ＰＣＢ实际图如下：
上图中，可以看到，标签使用的天线是偶极子天线，天线中间通过细线与芯片的两个引脚相连，左边芯片引脚还有一个高频电感，串联芯片引脚与天心臂上。我照着上面的尺寸来，在ｈｆｓｓ里面进行仿真，如果不加芯片的引脚与天线振臂的细线连接部分，ｓ１１参数能够达到－２３ｄｂ，但是加上之后，ｓ１１参数没那么好，最多－１０ｄｂ
我的问题是：
１上面这个模型，天线芯片引脚与振臂之间的连线，为何要画成这么细的样子，对天线性能没有影响么?
２如果仿真的话，是不是要加上芯片与振臂之间的细线部分，那样的画仿真效果不好，该如何处理
３左边振臂与天线细线之间的引脚有个高频电感，实际仿真的时候我如何处理?
４偶极子天线为对称天线，在左边加上一个高频电感，右边没加，是不是不满足不平衡了?
５完整的仿真这个天线，包括与芯片引脚的连接部分，该如何建模，以及如何优化参数?
回复第 6 楼 于2013-05-28 10:11:58发表:
我有个问题一直没搞明白
因为毕设要做一款芯片的天线的设计，922M的，所以最近都在忙着找资料什么的。芯片工作频率是920Ｍ
输出阻抗在３１－ｊ３１１欧姆。这款ＲＦＩＤ芯片厂家的ｄａｔａｓｈｅｅｔ 就是一坨ｓｈｉｔ，天线就画了一个ｄｉｐｏｌｅ的示意图，具体的没画出来，不像ＴＩ的ｄａｔａｓｈｅｅｔ，天线的具体尺寸都标出来了。于是我只能通过自己仿真，自己实际制作尝试。我找到了原厂家的这款芯片的标签ＰＣＢ实际图如下：
上图中，可以看到，标签使用的天线是偶极子天线，天线中间通过细线与芯片的两个引脚相连，左边芯片引脚还有一个高频电感，串联芯片引脚与天心臂上。我照着上面的尺寸来，在ｈｆｓｓ里面进行仿真，如果不加芯片的引脚与天线振臂的细线连接部分，ｓ１１参数能够达到－２３ｄｂ，但是加上之后，ｓ１１参数没那么好，最多－１０ｄｂ
我的问题是：
１上面这个模型，天线芯片引脚与振臂之间的连线，为何要画成这么细的样子，对天线性能没有影响么?
２如果仿真的话，是不是要加上芯片与振臂之间的细线部分，那样的画仿真效果不好，该如何处理
３左边振臂与天线细线之间的引脚有个高频电感，实际仿真的时候我如何处理?
４偶极子天线为对称天线，在左边加上一个高频电感，右边没加，是不是不满足不平衡了?
５完整的仿真这个天线，包括与芯片引脚的连接部分，该如何建模，以及如何优化参数?
莫急，李老师回来回答你的问题的。
欢迎李老师
看来我只能发表水贴了~~~~~~~~~~~~~~~~~~··
另外一个问题,关于单极子天线设计：
因为单极子的输入阻抗是36.2欧姆，要用同轴馈电，馈电端口微带线是50欧姆，中间是不是要加上一个匹配的1/4波长变换器，书上的单极子天线貌似没有这个变换器，这个是基于什么考虑的?
实际仿真单极子出现的问题：使用的是您书中的模型，但是单极子没有分支，即单频单极子，然后希望得到922M的谐振点，但是发现在谐振点s11参数不好。请问如何改善在谐振点的s11参数呢?
欢迎一下。
欢迎李明洋
老师。
回复第 10 楼 于2013-05-28 10:24:24发表:
另外一个问题,关于单极子天线设计：
因为单极子的输入阻抗是36.2欧姆，要用同轴馈电，馈电端口微带线是50欧姆，中间是不是要加上一个匹配的1/4波长变换器，书上的单极子天线貌似没有这个变换器，这个是基于什么考虑的?
实际仿真单极子出现的问题：使用的是您书中的模型，但是单极子没有分支，即单频单极子，然后希望得到922M的谐振点，但是发现在谐振点s11参数不好。请问如何改善在谐振点的s11参数呢?
jakill ，李明洋老师现在不在，关于这个问题记得东北人大哥曾经讲过，你可以参照一下：单极天线的地板之变化
提问可以继续...
我想请教一下：
我正在做2.4GHz圆极化微带天线，单个阵元仿真出来参数还可以，但是阵列的就完全不行了，我想请教一下
1.阵列天线阵元之间距离如何把握?
2.单个阵元我先用1/4阻抗变化器和50欧姆的匹配，然后组成阵列天线时在做匹配，这样匹配可以吗?
3.如果想实现阵列的圆极化，阵元之间匹配的微带线长度有何要求?
回复第 2 楼 于2013-05-27 22:13:49发表:
顶，支持。都是用HFSS设计天线的书，能不能推荐点用HFSS设计腔体滤波器的书啊。
还没有专门讲解HFSS设计腔体滤波器正式出版的书，关于腔体滤波器的设计理论，推荐你看一本老书：甘本袚的《现代微波滤波器的结构与设计》
回复第 6 楼 于2013-05-28 10:11:58发表:
我有个问题一直没搞明白
因为毕设要做一款芯片的天线的设计，922M的，所以最近都在忙着找资料什么的。芯片工作频率是920Ｍ
输出阻抗在３１－ｊ３１１欧姆。这款ＲＦＩＤ芯片厂家的ｄａｔａｓｈｅｅｔ 就是一坨ｓｈｉｔ，天线就画了一个ｄｉｐｏｌｅ的示意图，具体的没画出来，不像ＴＩ的ｄａｔａｓｈｅｅｔ，天线的具体尺寸都标出来了。于是我只能通过自己仿真，自己实际制作尝试。我找到了原厂家的这款芯片的标签ＰＣＢ实际图如下：
上图中，可以看到，标签使用的天线是偶极子天线，天线中间通过细线与芯片的两个引脚相连，左边芯片引脚还有一个高频电感，串联芯片引脚与天心臂上。我照着上面的尺寸来，在ｈｆｓｓ里面进行仿真，如果不加芯片的引脚与天线振臂的细线连接部分，ｓ１１参数能够达到－２３ｄｂ，但是加上之后，ｓ１１参数没那么好，最多－１０ｄｂ
我的问题是：
１上面这个模型，天线芯片引脚与振臂之间的连线，为何要画成这么细的样子，对天线性能没有影响么?
２如果仿真的话，是不是要加上芯片与振臂之间的细线部分，那样的画仿真效果不好，该如何处理
３左边振臂与天线细线之间的引脚有个高频电感，实际仿真的时候我如何处理?
４偶极子天线为对称天线，在左边加上一个高频电感，右边没加，是不是不满足不平衡了?
５完整的仿真这个天线，包括与芯片引脚的连接部分，该如何建模，以及如何优化参数?
你的目的是设计一款920M的天线，不一定非得完全copy他的结构，如果用偶极子天线还涉及balun变换，如果用单极子天线（或其变形）会更加简单。
单就这个天线我也没能看到实物，仅就对图片的理解，说说一二
1. 天线芯片引脚与振臂之间的连线，我觉得是馈线
2. 既然你要全部copy该设计，当然是需要加的
3. 电感部分我估计是其bulun作用，在hfss中可以使用集总RLC边界条件来设置电感、电容等
4. 我估计电感是起balun作用，即平衡不平衡转换
5. 具体怎么建模怎么优化，一两句话说不清楚，建议你先学习一下hfss的使用
回复第 16 楼 于2013-05-28 13:49:25发表:
回复第 6 楼 于2013-05-28 10:11:58发表:
我有个问题一直没搞明白
因为毕设要做一款芯片的天线的设计，922M的，所以最近都在忙着找资料什么的。芯片工作频率是920Ｍ
输出阻抗在３１－ｊ３１１欧姆。这款ＲＦＩＤ芯片厂家的ｄａｔａｓｈｅｅｔ 就是一坨ｓｈｉｔ，天线就画了一个ｄｉｐｏｌｅ的示意图，具体的没画出来，不像ＴＩ的ｄａｔａｓｈｅｅｔ，天线的具体尺寸都标出来了。于是我只能通过自己仿真，自己实际制作尝试。我找到了原厂家的这款芯片的标签ＰＣＢ实际图如下：
上图中，可以看到，标签使用的天线是偶极子天线，天线中间通过细线与芯片的两个引脚相连，左边芯片引脚还有一个高频电感，串联芯片引脚与天心臂上。我照着上面的尺寸来，在ｈｆｓｓ里面进行仿真，如果不加芯片的引脚与天线振臂的细线连接部分，ｓ１１参数能够达到－２３ｄｂ，但是加上之后，ｓ１１参数没那么好，最多－１０ｄｂ
我的问题是：
１上面这个模型，天线芯片引脚与振臂之间的连线，为何要画成这么细的样子，对天线性能没有影响么?
２如果仿真的话，是不是要加上芯片与振臂之间的细线部分，那样的画仿真效果不好，该如何处理
３左边振臂与天线细线之间的引脚有个高频电感，实际仿真的时候我如何处理?
４偶极子天线为对称天线，在左边加上一个高频电感，右边没加，是不是不满足不平衡了?
５完整的仿真这个天线，包括与芯片引脚的连接部分，该如何建模，以及如何优化参数?
你的目的是设计一款920M的天线，不一定非得完全copy他的结构，如果用偶极子天线还涉及balun变换，如果用单极子天线（或其变形）会更加简单。
单就这个天线我也没能看到实物，仅就对图片的理解，说说一二
1. 天线芯片引脚与振臂之间的连线，我觉得是馈线
2. 既然你要全部copy该设计，当然是需要加的
3. 电感部分我估计是其bulun作用，在hfss中可以使用集总RLC边界条件来设置电感、电容等
4. 我估计电感是起balun作用，即平衡不平衡转换
5. 具体怎么建模怎么优化，一两句话说不清楚，建议你先学习一下hfss的使用
李大哥谢谢你的回答，我对如何拷贝这个天线有了一定的概念，那个RLC方法回头我查个资料，不懂得话再上来问，李大哥，我仍然有一些疑问：
1我对巴伦的理解就是非平衡输入转换成平衡输入，通常是用来匹配50欧姆的同轴线的。这里标签天线是平衡输入，天线输出阻抗不是50欧姆，也需要平衡到不平衡转换么?
2如果把馈线加进去，仿真效果不好，是不是仿真出问题了，还是实际跟仿真有差别
另外就是单极子天线的s11参数都不是很好，这个是单极子天线包括折叠单极子天线的通病么?
还有就是如果把您书上的单极子天线的地，弄到与单极子一个平面上，这样激励方式和馈电方式是不是跟书上的模型一样?
回复第 17 楼 于2013-05-28 14:36:58发表:
回复第 16 楼 于2013-05-28 13:49:25发表:
回复第 6 楼 于2013-05-28 10:11:58发表:
我有个问题一直没搞明白
因为毕设要做一款芯片的天线的设计，922M的，所以最近都在忙着找资料什么的。芯片工作频率是920Ｍ
输出阻抗在３１－ｊ３１１欧姆。这款ＲＦＩＤ芯片厂家的ｄａｔａｓｈｅｅｔ 就是一坨ｓｈｉｔ，天线就画了一个ｄｉｐｏｌｅ的示意图，具体的没画出来，不像ＴＩ的ｄａｔａｓｈｅｅｔ，天线的具体尺寸都标出来了。于是我只能通过自己仿真，自己实际制作尝试。我找到了原厂家的这款芯片的标签ＰＣＢ实际图如下：
上图中，可以看到，标签使用的天线是偶极子天线，天线中间通过细线与芯片的两个引脚相连，左边芯片引脚还有一个高频电感，串联芯片引脚与天心臂上。我照着上面的尺寸来，在ｈｆｓｓ里面进行仿真，如果不加芯片的引脚与天线振臂的细线连接部分，ｓ１１参数能够达到－２３ｄｂ，但是加上之后，ｓ１１参数没那么好，最多－１０ｄｂ
我的问题是：
１上面这个模型，天线芯片引脚与振臂之间的连线，为何要画成这么细的样子，对天线性能没有影响么?
２如果仿真的话，是不是要加上芯片与振臂之间的细线部分，那样的画仿真效果不好，该如何处理
３左边振臂与天线细线之间的引脚有个高频电感，实际仿真的时候我如何处理?
４偶极子天线为对称天线，在左边加上一个高频电感，右边没加，是不是不满足不平衡了?
５完整的仿真这个天线，包括与芯片引脚的连接部分，该如何建模，以及如何优化参数?
你的目的是设计一款920M的天线，不一定非得完全copy他的结构，如果用偶极子天线还涉及balun变换，如果用单极子天线（或其变形）会更加简单。
单就这个天线我也没能看到实物，仅就对图片的理解，说说一二
1. 天线芯片引脚与振臂之间的连线，我觉得是馈线
2. 既然你要全部copy该设计，当然是需要加的
3. 电感部分我估计是其bulun作用，在hfss中可以使用集总RLC边界条件来设置电感、电容等
4. 我估计电感是起balun作用，即平衡不平衡转换
5. 具体怎么建模怎么优化，一两句话说不清楚，建议你先学习一下hfss的使用
李大哥谢谢你的回答，我对如何拷贝这个天线有了一定的概念，那个RLC方法回头我查个资料，不懂得话再上来问，李大哥，我仍然有一些疑问：
1我对巴伦的理解就是非平衡输入转换成平衡输入，通常是用来匹配50欧姆的同轴线的。这里标签天线是平衡输入，天线输出阻抗不是50欧姆，也需要平衡到不平衡转换么?
2如果把馈线加进去，仿真效果不好，是不是仿真出问题了，还是实际跟仿真有差别
另外就是单极子天线的s11参数都不是很好，这个是单极子天线包括折叠单极子天线的通病么?
还有就是如果把您书上的单极子天线的地，弄到与单极子一个平面上，这样激励方式和馈电方式是不是跟书上的模型一样?
是的，同轴线需要巴伦，详情可见《HFSS天线设计》一书3.3.1节介绍。仿真分析结果和实测有点差别是正常的，但如果差异太大，估计是仿真设置哪里弄错了。单纯的单极子做不到50ohm，用其变形结构，比如ifa，可以设计到50ohm
我运用软件计算时物理模型时，当我把文件复制到另一个文件夹之后仿真计算结果不同了。或者当我改变了某一个参数的数值来计算问题，当我把这个参数在改回原数值时，两次计算的结果不同。不知道是什么原因。
这个问题困扰我好久了
回复第 19 楼 于2013-05-29 08:10:31发表:
我运用软件计算时物理模型时，当我把文件复制到另一个文件夹之后仿真计算结果不同了。或者当我改变了某一个参数的数值来计算问题，当我把这个参数在改回原数值时，两次计算的结果不同。不知道是什么原因。
两次结果有些差异是正常，HFSS使用FEM，每次仿真网格剖分是随机的，所以同一个设计两次仿真的结果也不会完全相同。当然这个差异是很小的。如果出现较大的差异，应该是你的设计本身出了问题。
我有两个问题
1 空气盒子设置的尺寸大小，对我的仿真的s11参数影响非常大，但是不会影响谐振频点，请问那多少的空气盒子，仿真出来的
s11参数会比较理想，跟实际比较相符
2用hfss分析完你书上的偶极子天线，是在922m，但是查看电流分布的时候，发现电流分布在偶极子的振臂上很小，而在微带线前端靠近馈点的位置比较大，请问这个正常么?
3希望使用你的微带馈电偶记做一个实际的天线出来，现在考虑的问题是么，同轴线怎么加?您仿真的时候也没有加同轴线，我实际做板子的时候应该怎么处理?
当我改变了某一个参数的数值来计算问题，当我把这个参数在改回原数值时，两次计算的结果不同。不知道是什么原因
或者当我改变了某一个参数的数值来计算问题，当我把这个参数在改回原数值时，两次计算的结果不同。并且有时间相差会很远。不知道是什么原因
回复第 24 楼 于2013-05-31 14:00:50发表:
或者当我改变了某一个参数的数值来计算问题，当我把这个参数在改回原数值时，两次计算的结果不同。并且有时间相差会很远。不知道是什么原因
请参见在21楼的回复
回复第 22 楼 于2013-05-30 11:21:21发表:
我有两个问题
1 空气盒子设置的尺寸大小，对我的仿真的s11参数影响非常大，但是不会影响谐振频点，请问那多少的空气盒子，仿真出来的
s11参数会比较理想，跟实际比较相符
2用hfss分析完你书上的偶极子天线，是在922m，但是查看电流分布的时候，发现电流分布在偶极子的振臂上很小，而在微带线前端靠近馈点的位置比较大，请问这个正常么?
3希望使用你的微带馈电偶记做一个实际的天线出来，现在考虑的问题是么，同轴线怎么加?您仿真的时候也没有加同轴线，我实际做板子的时候应该怎么处理?
1. 用做辐射边界的空气盒子经验值是距离辐射体至少1/4工作波长，当然越大分析结果会越准确。
2. 正常
3. 简单的处理就用50ohm 端口代替，复杂的处理你可以直接在建模时根据结构实际建一个同轴线
竟然刚刚看到，搬个板凳学习
李老师，能到我们HFSS学习小组来次互动吗? 学员们希望和您一起互动交流呢......
回复第 28 楼 于2013-06-08 15:49:26发表:
李老师，能到我们HFSS学习小组来次互动吗? 学员们希望和您一起互动交流呢......
请问你们互动的具体形式是?
学习中啊，好资料。