磁偶極子天線仿真與制作第一組1

天線設(shè)置實(shí)物測(cè)試仿真結(jié)果32Part1

天線設(shè)置天線整體結(jié)構(gòu)TopsurfaceBottom

surface參數(shù)值PropertiesValueWb20

mmh1.6

mmRa5

mmL18

mmL213

mmW33.75

mmWd1.25

mm設(shè)計(jì)步驟介質(zhì)板的寬度為Wb，厚度為h，材料為FR4_epoxy設(shè)計(jì)步驟上下表面設(shè)計(jì)步驟饋電方式本天線采用同軸饋電。同軸線分為三層，內(nèi)芯、緣材料、外芯。內(nèi)芯半徑0.46mm，長(zhǎng)度11m，材料pec絕緣材料半徑.5mm，長(zhǎng)度10mm，材料Teflon外芯半徑

1.8mm，長(zhǎng)度10mm，材料pec分別為三個(gè)圓柱。內(nèi)芯穿過(guò)介質(zhì)板，對(duì)天線的上表面進(jìn)行饋電。饋電方式內(nèi)芯穿過(guò)介質(zhì)板時(shí)，需要打孔，打孔就是用介質(zhì)板減去內(nèi)芯。進(jìn)行減操作時(shí)，注意要保留內(nèi)芯，即勾選Clonetoolobjectsbeforeoperation在畫(huà)同軸線時(shí)亦然。Wave

Port饋電端口在同軸線末端畫(huà)一個(gè)與外芯半徑相同大的圓，作為饋電端口。采用WavePort饋電方式。最后用一個(gè)一定厚度圓柱pec圓柱覆蓋饋電端口，以免信號(hào)的反向輻射。輻射邊界條件輻射邊界條件即空氣盒，輻射邊界距離天線不小于1/4波長(zhǎng)。輻射邊界條件本天線的輻射邊界參數(shù)可以如下：畫(huà)一個(gè)長(zhǎng)方體設(shè)置為Radiation。Part2

仿真結(jié)果回波損耗從結(jié)果可以看出，設(shè)計(jì)的磁偶極子天線中心頻率為2.52GHz。電壓駐輸入阻抗輸入阻抗是天線的一個(gè)重要性能參數(shù)，天線的輸入阻抗對(duì)頻率的變化往往十分敏感，

可以通過(guò)HFSS直接查看天線的輸入阻抗值，如圖：方向圖方向圖是指在離天線一定距離處，輻射場(chǎng)的相對(duì)場(chǎng)強(qiáng)（歸一化模值）隨方向變化的曲線圖。天線方向圖是在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)確定的，所以又叫遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖。電場(chǎng)方向圖磁場(chǎng)方向圖增益方向圖根據(jù) 增益方向圖可以很具體地看出磁偶極子天線沿著Z軸對(duì)稱輻射的情況。如圖：Smith圓圖在天線的相關(guān)問(wèn)題的分析中，Smith圓圖是一個(gè)非常有用的工具，借助它可以方便的進(jìn)行阻抗匹配，給出駐、歸一化輸入阻抗等各種信息。在HFSS中得到的Smith圓圖如下：Part3

實(shí)物測(cè)試?yán)碚撋显O(shè)計(jì)的磁偶極子天線中心頻率為2.52GHZ，實(shí)際測(cè)得2.576483GHZ，由相對(duì)誤差計(jì)算公式可得誤差為2.2％回波損耗S11天線的駐，測(cè)得為1.417。駐等于1時(shí)，表示饋線和天線的阻抗完全匹配，此時(shí)高頻能量全部被天線輻射出去，沒(méi)有能量的反射損耗，駐為無(wú)窮大時(shí)，表示全反射，能量完全沒(méi)有輻射出去。駐用來(lái)表示天線和電波發(fā)射臺(tái)是否匹配。由實(shí)測(cè)值可得，有一部分電波被反射回來(lái)，最終變成熱量，使得饋線升溫。電壓駐S22天線的駐，測(cè)得為1.981電壓駐研究天線阻抗的主要目的是為實(shí)現(xiàn)天線和饋線間的匹配。欲使發(fā)射天線與饋線相匹配，天線的輸入阻抗應(yīng)該等于饋線的特性阻抗。欲使接收天線與

相匹配，天線的輸入阻抗應(yīng)該等于負(fù)載阻抗的共軛復(fù)數(shù)。當(dāng)天線與饋線匹配時(shí)，由發(fā)射機(jī)向天線或由天線向

傳輸?shù)墓β首畲?，這時(shí)在饋線上不會(huì)出現(xiàn)反射波，反射系數(shù)等于零,駐波系數(shù)等于1。天線與饋線匹配的好壞程度用天線輸入端的反射系數(shù)或駐的大小來(lái)衡量。對(duì)于發(fā)射天線來(lái)說(shuō)，如果匹配不好，則天線的輻射功率就會(huì)減小，饋線上的損耗會(huì)增大，饋線的功率容量也會(huì)下降，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)發(fā)射機(jī)頻率“牽引”現(xiàn)象，即振蕩頻率發(fā)生變化。輸入阻抗輸入阻抗S22的輸入阻抗值，等于天線輸入端的電壓與電流的比值，實(shí)部為72.979Ω，虛部為j35.678Ω實(shí)部圖如下輸入阻抗S22的輸入阻抗值，等于天線輸入端的電壓與電流的比值，實(shí)部為72.979Ω，虛部為j35.678Ω虛部圖如下Smith圓圖通過(guò)Smith圓圖，、電壓反射系數(shù)、駐能夠迅速的得出在傳輸線上任意一點(diǎn)阻抗等數(shù)據(jù)。通過(guò)smith圓圖可以進(jìn)行匹配阻抗和VSWR的調(diào)試，只需要在極坐標(biāo)的smith圖上以阻抗點(diǎn)到圓心的距離為半徑做圓，與水平軸相