设计1：侧馈矩形微带天线.ppt

设计一 侧馈矩形微带天线设计 设计要求 软件 HFSS中心频率 2 45GHz介质基片 FR4Epoxy 厚度1 6mm环氧树脂 馈电方式 微带线侧馈 一 设计步骤 1 计算天线尺寸 由设计要求可知 f0 2 45GHz r 4 4 h 1 6mm 辐射贴片宽度 辐射贴片长度 有效介电常数 等效缝隙宽度 一 设计步骤 2 阻抗匹配 Z为馈电点到天线边缘拐点处的距离 是介质中的相位常数 其中 侧馈矩形微带天线输入阻抗计算公式 ZT0是把天线视作传输线时的特性阻抗 辐射电导 等效电纳 输入导纳 一 设计步骤 2 阻抗匹配 一 设计步骤 3 介质板尺寸 在低频段工作时 WG和LG应尽可能小 为什么 实验表明 沿辐射元各边向外延伸 g 10就可以了 测试显示辐射口径场集中在辐射边附近很小的区域 介质板过多对外延伸对这种场没有明显影响 背馈时 侧馈时 基片宽度同上 长度要考虑馈线和匹配电路的配置而定 二 HFSS仿真设计 1 新建设计工程 二 HFSS仿真设计 2 定义设计变量 二 HFSS仿真设计 2 定义设计变量 二 HFSS仿真设计 3 设计建模 介质基片的宽度取辐射贴片宽度的2倍 长度取1 5倍辐射贴片长度 1 4波长阻抗转换器与50欧姆微带线的长度之和 二 HFSS仿真设计 3 设计建模 介质基片 辐射贴片 波长转换器 50欧姆传输线 二 HFSS仿真设计 4 设置边界条件 辐射边界表面距辐射体通常不小于1 4工作波长 在2 45GHz的工作频率下即为30mm 二 HFSS仿真设计 4 设置边界条件 二 HFSS仿真设计 5 设置端口激励 创建一个波端口矩形面 端口平面地面和参考地相接 宽度为8倍50欧姆传输线宽度 高度为8倍介质基片厚度 二 HFSS仿真设计 5 设置端口激励 二 HFSS仿真设计 6 求解设置 二 HFSS仿真设计 6 求解设置 二 HFSS仿真设计 6 求解设置 二 HFSS仿真设计 7 检查和计算 警告是因为辐射边界的底面和介质基片的底面 理想导体边界 重合而产生的 但设计符合要求 可以忽略 二 HFSS仿真设计 8 查看天线的谐振频率 从分析上看 天线的谐振频率落在了2 26GHz 而我们的设计要求是2 45GHz 所以要通过优化设计 使天线的谐振频率落到2 45GHz上 m 二 HFSS仿真设计 9 参扫寻找谐振频率 二 HFSS仿真设计 9 参扫寻找谐振频率 从分析上看 天线的谐振频率随L0的增加而降低 当L0 28mm时谐振频率约为2 43GHz S11 19 57dB 更精确的数值L0 27 95mm 二 HFSS仿真设计 10 获得最佳匹配性能 W1进行参扫 范围0 9mm 1 4mm 间隔0 1mm 从结果图看 天线的谐振频率不随W1的改变 当W1 1mm时2 45GHz频点的S11 34 64dB最小 二 HFSS仿真设计 11 查看最终天线的性能 从前面的分析结果可知 当L0 27 95mm W1 1mm时 天线达到最佳性能 下面计算最佳性能时天线的各项性能参数 m 二 HFSS仿真设计 11 查看最终天线的性能 m 从报告的归一化阻抗RX和驻波比V