Đề tài Tìm hiểu phần mềm HFSS phân tích ống dẫn sóng hình chữ nhật

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ TIỂU LUẬN   MÔN: ANTEN TRUYỀN SÓNG ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU PHẦN MỀM HFSS PHÂN TÍCH ỐNG DẪN SÓNG HÌNH CHỮ NHẬT   1. Tìm hiểu phần mềm HFSS: HFSS là viết tắt của Hight Frequency Structure Simulator. HFSS là phần mềm mô phỏng trường điện từ theo phương pháp toàn sóng (full wave) để mô hình hóa bất kỳ thiết bị thụ động 3D nào. Ưu điểm nổi bật của nó là có giao diện người dùng đồ họa. Nó tích hợp mô phỏng, ảo hóa, mô hình hóa 3D và tự động hóa (tự động tìm lời giải) trong một môi trường dễ dàng để học, trong đó lời giải cho các bài toán điện từ 3D thu được một cách nhanh chóng và chính xác. HFSS là một hệ thống mô phỏng tương tác, trong đó phần tử mắt lưới cơ bản là một tứ diện. Điều này cho phép bạn có thể tìm lời giải cho bất kỳ vật thể 3D nào. Đặc biệt là đối với các cấu trúc có dạng cong phức tạp. Ansoft là công ty tiên phong sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) để mô phỏng trường điện từ bằng các kỹ thuật như: phần tử hữu hạn, chia lưới thích nghi, … * Chu trình thiết kế bao gồm các bước sau: Bước 1. Vẽ mô hình với các tham số cho trước: vẽ mô hình thiết bị, các điều kiện biên và nguồn kích thích. Bước 2. Thiết đặt các thông số để phân tích: thực hiện thiết đặt các thông số để tìm lời giải. Bước 3. Chạy mô phỏng: quá trình này hoàn toàn tự động. Bước 4. Hiển thị kết quả: đưa ra các báo cáo và đồ thị trường 2D. Mọi thông số tính toán dưới đây đều dựa trên kết quả mô phỏng trên HFSS với ống dẫn sóng hình chữ nhật có chiều rộng là 0.9 inch ,tần số sóng mang 10 GHz, truyền sóng theo mode TE10. 2. Phân tích ống dẫn sóng hình chữ nhật 2.1. Trở kháng ngõ vào Z(x) Dựa vào kết quả mô phỏng trên phần mềm HFSS , chúng ta xác định được trở kháng ngõ vào Z(x) như hình sau: 2.2. Bước sóng trong ống dẫn sóng hình chữ nhật Ta có chiều rộng ống dẫn sóng a=0.09 inch = 2.286 cm Bước sóng cắt : Bước sóng trong không gian tự do : Quan hệ giữa và theo công thức sau : Kết quả khảo sát trên phần mềm HFSS 2.3. Hệ số phản xạ Γ : Ta có : 2.4. Hệ số tổn hao phản xạ Return Loss : 2.5. Hệ số sóng đứng S (VSWR) : Ta có :