設計側(cè)饋矩形微帶天線

關(guān)于設計側(cè)饋矩形微帶天線第1頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月一、設計步驟：1、計算天線尺寸由設計要求可知：f0=2.45GHz，εr=4.4，h=1.6mm輻射貼片寬度輻射貼片長度有效介電常數(shù)等效縫隙寬度第2頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月一、設計步驟：2、阻抗匹配Z為饋電點到天線邊緣拐點處的距離，β是介質(zhì)中的相位常數(shù)其中側(cè)饋矩形微帶天線輸入阻抗計算公式ZT0是把天線視作傳輸線時的特性阻抗輻射電導等效電納輸入導納第3頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月一、設計步驟：2、阻抗匹配第4頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月一、設計步驟：3、介質(zhì)板尺寸LGWG在低頻段工作時，WG和LG應盡可能小（為什么？）。實驗表明，沿輻射元各邊向外延伸λg/10就可以了測試顯示輻射口徑場集中在輻射邊附近很小的區(qū)域，介質(zhì)板過多對外延伸對這種場沒有明顯影響，背饋時側(cè)饋時，基片寬度同上，長度要考慮饋線和匹配電路的配置而定第5頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月二、HFSS仿真設計：1、新建設計工程第6頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月二、HFSS仿真設計：2、定義設計變量結(jié)構(gòu)名稱結(jié)構(gòu)參數(shù)名稱變量名稱變量值（mm）輻射貼片長度L30.21寬度W37.261/4波長阻抗變換器長度LM17.45寬度WM1.1650Ω微帶線長度LF15寬度WF2.98介質(zhì)基片厚度H1.6長度LG1.5*L0+L1+L2寬度WG2*W0第7頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月二、HFSS仿真設計：2、定義設計變量第8頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月二、HFSS仿真設計：3、設計建模

介質(zhì)基片的寬度取輻射貼片寬度的2倍，長度取1.5倍輻射貼片長度、1/4波長阻抗轉(zhuǎn)換器與50歐姆微帶線的長度之和第9頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月二、HFSS仿真設計：3、設計建模介質(zhì)基片輻射貼片?波長轉(zhuǎn)換器50歐姆傳輸線第10頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月二、HFSS仿真設計：4、設置邊界條件

輻射邊界表面距輻射體通常不小于1/4工作波長，在2.45GHz的工作頻率下即為30mm。第11頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月二、HFSS仿真設計：4、設置邊界條件第12頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月二、HFSS仿真設計：5、設置端口激勵

創(chuàng)建一個波端口矩形面，端口平面地面和參考地相接，寬度為8倍50歐姆傳輸線寬度，高度為8倍介質(zhì)基片厚度。第13頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月二、HFSS仿真設計：5、設置端口激勵第14頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月二、HFSS仿真設計：6、求解設置求解設置中心工作頻率誤差最大迭代次數(shù)2.45GHzMax(△S)<0.0220掃頻設置掃頻方式掃頻范圍掃頻間隔Fast1.5GHz~3.5GHz0.01GHz第15頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月二、HFSS仿真設計：6、求解設置第16頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月二、HFSS仿真設計：6、求解設置第17頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月二、HFSS仿真設計：7、檢查和計算

警告是因為輻射邊界的底面和介質(zhì)基片的底面（理想導體邊界）重合而產(chǎn)生的，但設計符合要求，可以忽略。第18頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月二、HFSS仿真設計：8、查看天線的諧振頻率

從分析上看，天線的諧振頻率落在了2.26GHz，而我們的設計要求是2.45GHz，所以要通過優(yōu)化設計，使天線的諧振頻率落到2.45GHz上xym2.26GHz-19.97dBm第19頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月二、HFSS仿真設計：9、參掃尋找諧振頻率第20頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月二、HFSS仿真設計：9、參掃尋找諧振頻率

從分析上看，天線的諧振頻率隨L0的增加而降低，當L0=28mm時諧振頻率約為2.43GHz（S11=-19.57dB），更精確的數(shù)值L0=27.95mm第21頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月二、HFSS仿真設計：10、獲得最佳匹配性能W1進行參掃，范圍0.9mm~1.4mm(間隔0.1mm)。從結(jié)果圖看，天線的諧振頻率不隨W1的改變，當W1=1mm時2.45GHz頻點的S11=-34.64dB最小。第22頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月二、HFSS仿真設計：11、查看最終天線的性能

從前面的分析結(jié)果可知，當L0=27.95mm，W1=1mm時，天線達到最佳性能。下面計算最佳性能時天線的各項性能參數(shù)。xym2.45GHz-34.64dBm第23頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月二、HFSS仿真設計：11、查看最終天線的性能NameFreqmagAngRXVSWRm2.45GHz0.018100.70.994+j0.0361.037m

從報告的歸一化阻抗RX和駐波比VSWR