微波天线仿真设计方案书试验VIP免费

1 / 14 基于 HFSS 的微带天线仿真设计1 概述目前，在许多应用场合（如移动通信手机中）都需要体积小、重量轻的小型接收天线。 微带贴片天线代表一系列的小型天线，以其剖面低、 重量轻的优点而成为人们的首选。 通过采用简单明了的传输线模型，建立微带线嵌入馈电贴片天线的精确模型并对之进行分析已成为可能。另外，通过应用曲线拟合公式，也可以确定 50Ohm输入阻抗所需的精确嵌入长度。馈电机制在微带贴片天线设计中扮演了重要角色。微带天线可以由同轴探针或嵌入的微带线来馈电，同轴探针馈电在有源天线应用中具有优势，而微带线馈电则是适合于开发高增益微带阵列天线。在一个薄的介质基板上，一面覆上金属薄层作为接地板，另一面采用刻蚀地方法做出各种形状的贴片， 利用微带或者同轴对贴片进行馈电，这就是最基本的微带贴片天线。 它在导体贴片和接地板之间激励起电磁场，并通过贴片与接地板的缝隙向外辐射。天线分析的基础问题是求解天线周围空间建立的电磁场，进而得出方向图增益和输入阻抗等特性指标。如下图1，图 2 所示。图 1 矩形微带天线开路段电场结构图 2 场分布侧面图2 天线基础天线的性能直接影响着整个无线通信的性能，一般来说，表征天线性能的主要参数有方向特性、增益、输入阻抗、驻波比、极化特性等。2.1 天线的极化方式所谓天线的极化， 就是指天线辐射时形成的电场强度方向。根据极化方向可分为垂直极化波和水平极化波。(1) 水平极化波：当电场强度方向平行于地面形成的波。由于电波的特性，决定了水平极化传播的信号在贴近地面时会在大地表面产生极化电流，极化电流因受大地阻抗影响产生热能而使电场信号迅速衰减。(2) 垂直极化波： 当电场强度方向垂直于地面形成的波。垂直极化方式则不易产生极化电流，从而避免了能量的大幅衰减，保证了信号的有效传播。2.2 天线的增益天线增益是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力，它是选择基站天线最重要的参数之一。一般来说，增益的提高主要依靠减小垂直面向辐射的波瓣宽度，而在水2 / 14 平面上保持全向的辐射性能。 表征天线增益的参数有dBd和 dBi 。DBi 是相对于点源天线的增益，在各方向的辐射是均匀的；dBd 相对于对称阵子天线的增益 dBi=dBd+2.15。相同的条件下，增益越高，电波传播的距离越远。一般地， GSM定向基站的天线增益为18dBi，全向的为 11dBi。2.3 天线的阻抗天线的输入阻抗是天线馈电端输入电压与输入电流的比值。天...