支撑ANSYSElectronics19.2–HFSS倒F天线设计仿真ANSYS Electronics19.2 –HFSS 倒F天线设计仿真
倒F天线（Inverted-F Antenna，IFA）是单极⼦天线的⼀种变形结构，具有体积⼩、结构简单、易于匹配、制作成本低等优点。⼴泛应⽤于蓝⽛、WiFi等短距离⽆线通信领域。
倒F天线衍变发展的过程可以看成是从1/4波长单极⼦天线到倒L天线再到倒F天线的过程。
⾸先，将单极⼦天线进⾏90°弯曲，得到倒L天线，其总长仍然是1/4波长，单极⼦天线做这⼀变形的⽬的是有效减少天线的⾼度。然⽽对于倒L天线，其上半部分平⾏于地⾯，这样减⼩⾼度的同时增加了天线的容性，为了保持天线的谐振特性，我们就需要增加天线的感性，通常是在天线的拐⾓处增加⼀个倒L形贴⽚，贴⽚的⼀端通过过孔与地⾯相连，这样就形成了倒F天线。
倒F天线结构如图所⽰：
倒F天线由长L的终端开路传输线和长为S的终端短路传输线并联组成。其中，开路到馈点可以等效成电阻和电容的并联（相当于负载，谐振时开路），短路端到馈点可以等效为电阻和电感的串联（谐振时短路）。当天线谐振时，电流主要分布在天线的⽔平部分和对地短路部分，⽽馈电⽀路基本⽆电流分布。
倒F天线的设计和分析
倒F天线制作在PCB上，⼯作于2.4GHz ISM频段，其中⼼频率为2.45GHz，并要求10dB带宽⼤于100MHz（S11,⼩于-10db的带宽达到100MHz以上）。倒F天线结构模型如下图所⽰：
整个天线结构分为3个部分，分别是倒F形状天线、介质层和接地板。介质层的材质使⽤的是PCB中最常⽤的玻璃纤维环氧树脂
（FR4），其相对介电常数4.4，损耗正切为0.02.介质层厚度为0.8mm，长度和宽度分别为110mm和5
0mm。接地板位于介质层的下表⾯，其长度和宽度分别为90mm和50mm.倒F天线位于介质层的上表⾯，其谐振长度L=16.2mm，天线⾼度为H=3.8mm，接地点和馈电点的距离S=5mm，微带线的宽度为1mm。天线的接地点通过过孔与地板相连接，在建模时，对接地的过孔做了简化处理，⽤⼀个矩形理想导体平⾯来代替。
prtsc键为了便于更改模型的⼤⼩以及后续的参数化分析，及分析天线的结构参数对天线性能的影响，在HFSS设计建模时，我们需要定义⼀系列的变量来表⽰天线的结构。其中，天线的谐振长度⽤变量L表⽰，天线的⾼度⽤H表⽰，馈电点和接地点之间的距离⽤S表⽰，天线微带贴⽚的宽度⽤W表⽰，接地板的长度和宽度分别⽤GndY和GndX来表⽰，介质层的厚度⽤SubH表⽰，如下表变量及初始值：
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HFSS仿真设计过程桃胶的功效
新建设计⼯程
（1）、打开ANSYS Electronics Desktop 2019 R2，默认建⽴了⼀个⼯程Project1，右键点击Project1，保存输⼊⼯程名IFA_20200212，选择⽂件夹，保存。
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点击HFSS，弹出HFSS⼯作界⾯:
从主菜单中选择HFSS-->Solution Type命令，打开如下对话框，选择终端驱动求解类型 Terminal，OK.
从主菜单栏中选择Modeler-->Units 命令，打开设置窗⼝：
添加和定义设计变量
从主菜单栏中选择HFSS-->Design Properties 命令，打开设计属性对话框。在该对话框中单击Add按钮，打开add Property对话框，依
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次添加变量：
IFA天线设计建模
设置系统的坐标原点位于接地板顶端的中⼼位置。接地板和天线辐射体都设置为不考虑厚度的理想薄导体。⾸先在xoy平⾯上创建长度和宽度分别为变量GndY和GndX的接地板，并设置其边界条件为理想导体边界，⽤以模拟理想导体特性。然后在接地板的正上⽅创建材质为FR4，厚度为SubH的介质层。最后在介质层上表⾯（即z等于变量SubH的平⾯）创建倒F天线。
（1）、创建接地板
在xoy平⾯上创建⼀个矩形⾯，其⼀个顶点的坐标为（-GndX/2, -GndY, 0），长度和宽度分别为GndY和GndX.矩形⾯模型建好后，设置其边界条件为理想导体边界。
从主菜单选择Draw-->Rectangle命令或单击⼯具栏上的按钮，进⼊创建矩形⾯状态，然后在三维模型窗⼝的xy⾯上创建⼀个任意⼤⼩的矩形⾯。新建的矩形⾯会添加到操作历史树sheets节点下，其默认名称是Rectangle1，双击操作历史树sheets下的Rectangle1选项，打开新建矩形⾯属性对话框的Attribute（属性）选项卡，在Name⽂本框输⼊GND，设置颜⾊为铜黄⾊，确定。
横店邮编展开操作历史树下的GND节点，双击该节点下的GreatRectangle选项，打开新建矩形⾯属性对话框Command选项卡，在选项卡中设置矩形⾯的顶点坐标和⼤⼩。在Position⽂本框中输⼊顶点坐标（-GndX/2, -GndY, 0），在XSize和Ysize⽂本框中分别输⼊宽度和长度GndX 和GndY，确定。
按Ctrl+D全屏显⽰创建的物体模型：
