设计侧馈矩形微带天线精选课件.ppt

关于设计侧馈矩形微带天线第一页，本课件共有26页一、设计步骤：一、设计步骤：1 1、计算天线尺寸、计算天线尺寸 由设计要求可知：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宽度辐射贴片长度辐射贴片长度有效介电常数有效介电常数等效缝隙宽度等效缝隙宽度第二页，本课件共有26页一、设计步骤：一、设计步骤：2 2、阻抗匹配、阻抗匹配 Z Z为馈电点到天线边缘拐点处的距离，为馈电点到天线边缘拐点处的距离，是介质是介质 中的相位常数中的相位常数其中其中侧馈矩形微带天线输入阻抗计算公式Z ZT0T0是把天线视作传输线时的特性阻抗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第三页，本课件共有26页一、设计步骤：一、设计步骤：2 2、阻抗匹配、阻抗匹配 第四页，本课件共有26页一、设计步骤：一、设计步骤：3 3、介质板尺寸、介质板尺寸 LGWG在低频段工作时，在低频段工作时，WG和和LG应尽可能小（为什么应尽可能小（为什么？）。实验表明，沿辐？）。实验表明，沿辐射元各边向外延伸射元各边向外延伸g/10就就可以了可以了测试显示辐射口径场集中测试显示辐射口径场集中在辐射边附近很小的区域，在辐射边附近很小的区域，介质板过多对外延伸对这介质板过多对外延伸对这种场没有明显影响，种场没有明显影响，背馈时背馈时侧馈时，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第五页，本课件共有26页二、二、HFSS仿真设计：仿真设计：1 1、新建设计工程、新建设计工程 第六页，本课件共有26页二、二、HFSS仿真设计：仿真设计：2 2、定义设计变量、定义设计变量 结构名称结构参数名称变量名称变量值（mm）辐射贴片长度长度L30.21宽度宽度W37.261/4波长阻抗变换器长度长度LM17.45宽度宽度WM1.1650微带线长度长度LF15宽度宽度WF2.98介质基片厚度厚度H1.6长度长度LG1.5*L0+L1+L2宽度宽度WG2*W0第七页，本课件共有26页二、二、HFSS仿真设计：仿真设计：2 2、定义设计变量、定义设计变量 第八页，本课件共有26页二、二、HFSS仿真设计：仿真设计：3 3、设计建模、设计建模 介质基片的宽度取辐射贴片宽度的介质基片的宽度取辐射贴片宽度的2 2倍，长度取倍，长度取1.51.5倍辐射贴倍辐射贴片长度、片长度、1/41/4波长阻抗转换器与波长阻抗转换器与5050欧姆微带线的长度之和欧姆微带线的长度之和第九页，本课件共有26页二、二、HFSS仿真设计：仿真设计：3 3、设计建模、设计建模 介质基片介质基片辐射贴片辐射贴片波长转换器波长转换器50欧姆传输线欧姆传输线第十页，本课件共有26页二、二、HFSS仿真设计：仿真设计：4 4、设置边界条件、设置边界条件 辐射边界表面距辐射体通常不小于辐射边界表面距辐射体通常不小于1/41/4工作波长，在工作波长，在2.45GHz2.45GHz的工作的工作频率下即为频率下即为30mm30mm。第十一页，本课件共有26页二、二、HFSS仿真设计：仿真设计：4 4、设置边界条件、设置边界条件 第十二页，本课件共有26页二、二、HFSS仿真设计：仿真设计：5 5、设置端口激励、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 8倍倍5050欧姆传输线宽度，高度为欧姆传输线宽度，高度为8 8倍介质基片厚度。倍介质基片厚度。第十三页，本课件共有26页二、二、HFSS仿真设计：仿真设计：5 5、设置端口激励、设置端口激励 第十四页，本课件共有26页二、二、HFSS仿真设计：仿真设计：6 6、求解设置、求解设置 求解设置中心工作频率误差最大迭代次数2.45GHzMax(S)0.0220扫频设置扫频方式扫频范围扫频间隔Fast1.5GHz3.5GHz0.01GHz第十五页，本课件共有26页二、二、HFSS仿真设计：仿真设计：6 6、求解设置、求解设置 第十六页，本课件共有26页二、二、HFSS仿真设计：仿真设计：6 6、求解设置、求解设置 第十七页，本课件共有26页二、二、HFSS仿真设计：仿真设计：7 7、检查和计算、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。而产生的，但设计符合要求，可以忽略。第十八页，本课件共有26页二、二、HFSS仿真设计：仿真设计：8 8、查看天线的谐振频率、查看天线的谐振频率 从分析上看，天线的谐振频率落在了从分析上看，天线的谐振频率落在了2.26GHz2.26GHz，而我们的设计要，而我们的设计要求是求是2.45GHz2.45GHz，所以要通过优化设计，使天线的谐振频率落到，所以要通过优化设计，使天线的谐振频率落到2.45GHz2.45GHz上上xym2.26GHz-19.97dBm第十九页，本课件共有26页二、二、HFSS仿真设计：仿真设计：9 9、参扫寻找谐振频率、参扫寻找谐振频率 第二十页，本课件共有26页二、二、HFSS仿真设计：仿真设计：9 9、参扫寻找谐振频率、参扫寻找谐振频率 从分析上看，天线的谐振频率随从分析上看，天线的谐振频率随L0L0的增加而降低，当的增加而降低，当L0=28mmL0=28mm时时谐振频率约为谐振频率约为2.43GHz2.43GHz（S11=-19.57dBS11=-19.57dB），更精确的数值），更精确的数值L0=27.95mmL0=27.95mm第二十一页，本课件共有26页二、二、HFSS仿真设计：仿真设计：1010、获得最佳匹配性能、获得最佳匹配性能 W1 W1进行参扫，范围进行参扫，范围0.9mm0.9mm 1.4mm(间隔间隔0.1mm)。从结果图看，天线。从结果图看，天线的谐振频率不随的谐振频率不随W1W1的改变，当的改变，当W1=1mmW1=1mm时时2.45GHz2.45GHz频点的频点的S11=-34.64dBS11=-34.64dB最小。最小。第二十二页，本课件共有26页二、二、HFSS仿真设计：仿真设计：1111、查看最终天线的性能、查看最终天线的性能 从前面的分析结果可知，当从前面的分析结果可知，当L0=27.95mmL0=27.95mm，W1=1mmW1=1mm时，天线达到时，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。最佳性能。下面计算最佳性能时天线的各项性能参数。xym2.45GHz-34.64dBm第二十三页，本课件共有26页二、二、HFSS仿真设计：仿真设计：1111、查看最终天线的性能、查看最终天线的性能 NameFreqmagAngRXVSWRm2.45GHz0.018100.70.994+j0.0361.037m 从报告的归一化阻抗从报告的归一化阻抗RX和驻波比和驻波比VSWR可可以看到天线已经达到了以看到天线已经达到了很好的匹配状态。很好的匹配状态。第二十四页，本课件共有26页二、二、HFSS仿真设计：仿真设计：1111、查看最终天线的性能、查看最终天线的性能 第二十五页，本课件共有26页感感谢谢大大家家观观看看第二十六页，本课件共有26页