电子工程综合实验报告平面倒F天线设计院系：专业班级：学生姓名：指导教师：（课程设计时间：2015年9月1日——2015年9月14日）安徽大学目录一、概述..................................................................................................................31.1电子综合实验的目的......................................................................................31.2电子综合实验的要求......................................................................................3二、平面倒F天线的基本原理...................................................................................32.1PIFA天线的由来和基本结构.........................................................................32.2PIFA天线的若干定性结论.............................................................................42.3PIFA天线多频工作的实现.............................................................................5三、平面倒F天线的设计................................................................................................63.1PIFA天线的设计方法.....................................................................................63.3PIFA天线的结构参数对性能的影响.............................................................73.4HFSS仿真结果与分析....................................................................................7四、总结与讨论.......................................................................................................7一、概述1.1电子综合实验的目的（1）了解平面倒F天线的工作原理及设计思路。（2）掌握HFSS软件的操作方法。（3）了解天线的应用领域及重要性。1.2电子综合实验的要求利用HFSS软件设计并分析平面倒F天线，了解PIFA的原理，各种参数的变化对天线的影响。二、平面倒F天线的基本原理2.1PIFA天线的由来和基本结构PIFA（PlanarInvertedF-shapedAntenna)天线即平面倒F天线，由倒L天线的变形而来的，如图1结构就是倒L天线，它由作为垂直元的短单极子和附加在单极子末端的水平单元组成。其中1是垂直单元，2是水平单元，3是馈电点，4是接地板。由于倒L天线有一个低阻抗值，它基本上是在单极子末端加了一段水平线的垂直短单极子天线，天线的输入阻抗几乎等于短单极子天线加上与地面接近的水平线的电抗。为了增加辐射电阻，在垂直单元的末端附加另一段倒L型线段，这一变形非常重要，因为倒F天线，不需要在天线和负载之间附加任何电路的情况下，调整它的几何尺寸就能使其输入阻抗具有与负载阻抗相匹配的值，这就是倒L型天线变形成倒F天线（IFA）的原由。图2所示就是最简单和典型的倒F天线模型。图1倒L天线模型图2倒F天线（IFA）模型PIFA天线的基本结构包括四个部分：接地平面、辐射单元、短路金属片和同轴馈线，其典型的结构如图3所示。其中，接地平面可以作为反射面，辐射单元是与接地平面平行的金属片，短路金属片用于连接辐射单元和接地平面，同轴馈线用于信号传输。图3PIFA天线结构2.2PIFA天线的若干定性结论根据以上PIFA近似模型，已有不少文献中对PIFA天线进行近似分析，并得到很多有指导意义的结论。假设分析采用典型的PIFA天线基本结构，其辐射体为一矩形铜片，铜片的长度（L），宽度（W）和天线的中心谐振频率0f。PIFA天线的谐振频率公式满足以下：WLcf40其中c是真空中的光速。这公式也表明，矩形辐射体PIFA天线长宽边之和近似等于1/4。辐射体和接地面之间的高度H对天线的工作带宽产生严重影响，带宽随着H的增加而增加。PIFA天线中对带宽起决定作用的结构参数就是H。一般手机天线中H不允许低于7mm。接地片的宽度也对带宽产生影响。增加接地片的宽度将增加带宽，降低接地片的宽度将降低带宽。改变馈电点的位置可以改变输入阻抗，因此可以通过改变馈点的位置实现频率调谐。但是这种方法往往比较难以实现。PIFA天线仅在半空间辐射，因此具有很高的前后...
