Ansys HFSS를 활용한 PAAS(Phased array antenna systems) 안테나 설계 방법 #2
이전 파트에서는 위상 배열 안테나(Phased array antenna)의 설명과 ANSYS HFSS를 사용하여 안테나 array를 제작하는 방법 중 FA-DDM 방식을 설명하였습니다. 이번 파트에서는 FA-DDM을 사용하여 array를 제작하는 방법을 설명하겠습니다.
- HFSS의 Solution Type을 Hybrid로 설정한 후 Coaxial cable feed 방식을 사용한 4GHz patch antenna를 제작합니다.
- F를 누른 후 -X축 쪽 box 면을 선택합니다.
- 오른쪽 클릭 -> Assign Boundary -> Coupled… -> Primary…를 클릭합니다. 그 후 팝업 창이 나오면 Coordinate System 탭의 U Vector -> New Vector를 클릭한 후 아래 그림과 같이 설정합니다. OK 버튼을 눌러 창을 닫습니다.
- X축 쪽 box 면을 선택합니다.
- 오른쪽 클릭 -> Assign Boundary -> Coupled… -> Secondary…를 클릭합니다. 그 후 팝업 창이 나오면 Primary Boundary -> Primary1 선택, Coordinate System 탭의 U Vector -> New Vector를 클릭한 후 아래 그림과 같이 설정합니다. V Vector에 Reverse Direction을 체크합니다. 다음 버튼을 누르고 마침을 누릅니다.
6. Y축 면도 설정을 해줍니다. -Y축 면은 Primary로 +Y축 면은 Secondary로 2~5번을 반복해줍니다. 대신 Primary2는 V Vector에 Reverse Direction을 체크, secondary는 primary2를 선택해 주고 V Vector에 Reverse Direction가 체크 해제되어야 합니다.
- 위, 아래 면을 선택한 후 오른쪽 클릭 -> Assign Boundary -> Radiation…를 클릭합니다.
- Project Manager의 tree에 Model을 오른쪽 클릭 -> Create Array…를 선택합니다. 팝업창이 나타나면 General 탭에서 원하는 array 크기를 Size에다 입력을 하면 원하는 크기의 array를 만들 수 있습니다. Active Cells 탭에서는 원하는 모양의 array를 하실 수 있습니다.
이렇게 한다면 antenna array를 쉽게 만들 수 있습니다. 여기서 더욱 진행하여 능동형 전자주사식 위상배열 레이더(Active Electronically Scanned Array)를 설계하는 것도 가능합니다.
- 상단 리본 HFSS -> Toolkit -> Finite Array Beam Angle을 클릭합니다. 그러면 아래 그림과 같은 창이 나타나게 됩니다. Antenna의 주파수를 입력 후 Calculate 클릭, Calculate and Apply to Sources 클릭 후 Done을 클릭하여 창을 닫습니다. 그 후 properties창에 많은 변수들이 입력된 것을 볼 수 있습니다.
2. Analyze 후 변수 ScanAngleTheta, ScanAnglePhi를 변경하면 array antenna의 스캔 각도를 변경할 수 있습니다.
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