【《车载天线模型优化设计及仿真分析案例》1400字】

车载天线模型优化设计及仿真分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u1548车载天线模型优化设计及仿真分析案例 1205711.1改变圆形微带贴片天线性能的方法 1189501.2具有圆弧形缝隙的圆形微带贴片天线 1284661.3优化后圆形微带贴片天线仿真结果分析 21.1改变圆形微带贴片天线性能的方法由之前的仿真结果我们可以看出，微带贴片天线虽然具有体积小、重量轻等优点，但是微带天线也有它明显的缺点，即带宽比较窄，因此，有效的拓宽微带天线的带宽显得尤为重要。就目前而言，随着微带天线的不断发展，对于如何有效拓宽天线的带宽也给出了很多的方法，其中最主要的方法有以下几种：(1)可以适当增大微带介质的厚度；(2)可以适当减小微带介质的介电常数；(3)使用有耗介质；(4)附加阻抗匹配网络等。其中前两种方法在研究制作过程中相对比较简单，制作难度较小，第三种方法虽然可以有效的拓宽天线的带宽，但是它也会对天线增益产生负面影响，从而降低天线的接受性能，第四种方法则需要合理设计相应的匹配电路，其结构设计较为复杂，且制作难度较大。在对本文中，对之前设计的车载天线模型进行优化设计时，其天线模型的主要结构不变，在前两种方法的理论基础上，通过对圆形辐射贴片加载圆弧形缝隙从而形成双峰谐振，来对天线的带宽进行下一步拓宽。1.2具有圆弧形缝隙的圆形微带贴片天线通过优化设计后的具有圆弧形缝隙的圆形贴片天线具体结构如下图1.1所示：图1.1加载圆弧形缝隙的圆形贴片天线俯视图如图1.1中所示，在之前的天线模型的基础上，在顶层的圆形辐射贴片的适当位置加载了一个圆弧形缝隙。其中辐射圆形贴片的半径为r1，圆弧形缝隙的外半径为r2，圆弧形缝隙的宽度为d1，其两端口之间的距离为w优化后天线各变量的具体尺寸参数如下表1.1所示：表1.1各参数具体数值变量含义参数名称数值(mm)辐射圆形贴片的半径r123圆弧槽的外半径r216两端口间的距离w20圆弧槽的宽度d12馈电点的位置d261.3优化后圆形微带贴片天线仿真结果分析(1)查看优化后天线的S11参数幅度图，如图1.2所示：图1.2S11参数幅度图我们通过分析图1.2可以看出，在圆形辐射贴片上加载圆弧形缝隙之后，天线出现了第二个谐振点，其谐振频率在3GHz，S11(2)查看优化后天线的电压驻波比如下图1.3所示为优化后天线的电压驻波比参数图：图1.3电压驻波比参数幅度图从图1.3中我们可以看出，优化后天线在2370MHz~3220MHz频段内的电压驻波比均小于2，与之前的天线带宽相比，优化后的天线带宽已达到了我们所要求设计的圆形贴片天线的工作频段，满足车载需求。(3)查看优化后天线的增益方向图优化后天线的2D和3D增益方向图如图3.5和图3.6所示：图1.4优化后天线的2D增益方向图图1.5优化后天线的3D增益方向图从图1.4中我们能够看出，天线在水平面上具有全向辐射特性，主瓣的宽度比较大，基本上无旁瓣，天线在水平面上具有全向辐射特性，而且在天线的正上方时其辐射强度最大。从图1.5中我们可以看出，优化后的天线最大增益为1.81dB，与优化前的天线增益相比增加了0.69dB，其最大辐射方向主要集中在垂直于辐射贴片的方向。(4)查看优化后天线辐射贴片表面的电场强度微带圆形天线辐射贴片表面加载了圆弧形缝隙的场强分布图如下图3.7所示：图1.6具有圆弧形缝隙的辐射贴片表面电场分布图从图1.6中可以看出，加载了圆弧形缝隙的辐射贴片表面的电场分布范围为3.23×10-4V/m~539