电大平台天线布局仿真之实装天线

通常我们把物理尺寸在天线工作波长 100 倍以上的平台，称作电大平台。典型的电大平台包括：车载平台、机载平台、舰载平台、星载平台等。

对于此类电大尺寸平台而言，其所关注的天线布局问题包括：

实装天线的性能评估。天线在安装实际载体平台后，相比于自由空间，其辐射方向图等重要性能指标将发生较大变化，定量评估这一变化，可为进一步的优化设计提供具体指导。

天线间的隔离度分析。多幅天线共同安装在载体平台后，射频系统将受到邻频干扰、谐波干扰、互调干扰等，将平台结构的影响考虑进入隔离度分析，可以提供更接近实际的仿真结果。

快速仿真与精确结果。电大平台意味着更多的网格剖分、更大的计算规模、更长的仿真耗时，平衡仿真速度与精度这一矛盾体，亦是电大仿真所关注的问题之一。基于弹跳射线法的 SBR+求解器，则适用于该类型问题的求解。

本案例基于 HFSS SBR+求解类型，演示如何评估机载平台上单极子天线性能变化的情况，后续将给出机载平台上的天线隔离度仿真案例。

仿真模型

2.1 机载平台

机载平台结构包括机身、螺旋桨、天线罩，通常由第三方软件建模得到，在 AEDT 界面通过 Modeler>Import 可直接导入。

长×宽×高=18m×25m×6m≈93.6λ×130λ×31.2λ（@1.56GHz）

在 SBR+求解类型中，我们可以直接天线建模、导入天线 3D Component 或者链接近场 / 远场辐射，而这里通过其特有的参数建模功能，即 Parametric Antennas，进行建模。

在建立仿真模型前，尤其是天线建模前，确保 HFSS 设计的求解类型为 SBR+。

将机身、螺旋桨设置为 PE 边界条件，天线罩设置为 Layered Impedance 分层阻抗边界条件。

相对于 Global 坐标系，建立相对坐标系（如命名为 Antenna），便于放置单极子天线。

与 Modal Driven、Terminal Driven 等求解类型不同，SBR+求解类型需要在仿真求解之前设置 Infinite Sphere，才能观测 3D 辐射方向图。

添加单个频点进行仿真分析，1.56GHz 如下。

下图给出了实装环境下天线的增益与辐射方向图，与理想的自由空间环境下的对比。

仿真报告显示，本次仿真耗时约为 2 分钟，最大内存占用少于 300M，网格总数 45349 个。