六.天线设计.ppt

微带天线的仿真设计 生成匹配后的版图仿真设置 微带天线的仿真设计 生成匹配后的版图仿真结果 微带天线的仿真设计 观察天线辐射特性 微带天线的仿真设计 观察天线电流分布特性 谢谢！ 第五讲：微带天线的仿真设计 学习内容 微带天线的基本理论介绍 各种微带天线的仿真设计 微带天线的基本理论 微带天线是近30年来逐渐发展起来的一类新型天线。早在1953年就提出了微带天线的概念，但并未引起工程界的重视。 在50年代和60年代只有一些零星的研究，真正的发展和使用是在70年代，各种新结构、新性能的微带天线不断涌现并迅速发展。 常用的一类微带天线是在一个薄介质基(如聚四氟乙烯玻璃纤维压层)上，一面附上金属薄层作为接地板，另一面用光刻腐蚀等方法作出一定形状的金属贴片，利用微带线和轴线探针对贴片馈电，这就构成了微带天线。 微带天线的基本理论 微带天线的分类： 按结构特性可分为： 微带贴片天线和微带缝隙天线。 微带天线的基本理论 微带天线的分类： 按形状分类： 矩形、圆形、环形微带天线等 按工作原理分类： 谐振型(驻波型)微带天线，该类型天线具有特定的谐振尺寸，一 般只能工作在谐振频率附近。 非谐振型(行波型)微带天线，此类天线无谐振尺寸的限制，它的 末端要加匹配负载以保证传输行波。 微带天线的基本理论 微带天线的性能： 微带天线一般应用在1～50GHz频率范围，特殊天线的工作频率更高。和常用微波天线相比，有如下优点： (1)体积小，重量轻，低剖面，能与载体(如飞行器)共形； (2)电性能多样化。不同设计的微带元，其最大辐射方向可以从边射到端射范围内调整；易于得到各种极化； (3)易集成。能和有源器件、电路集成为统一的组件。 微带天线的性能参数 方向特性；增益；回波损耗；频带宽度；效率；极化特性 微带天线的基本理论 微带天线的主要指标： 工总频率(Resonance Frequency) 带宽(Bandwidth) S11-10dB 反射损耗(Return Loss) 输入阻抗(Impedance) 增益(Gain) 微带天线的仿真设计 设计实例 利用FR-4介质基板设计一个2.4GHz窄带微带矩形贴片天线 熟悉微带贴片天线的基本流程，掌握ADS Momentum在微带 天线设计中的使用方法。 矩形微带贴片天线可以单独作为天线，也可作为微带天线 阵单元使用。 微带天线的仿真设计 设计实例 FR-4介质基板 相对介电常数4.4，损耗角正切0.02，基片厚度1.6mm 相对带宽1%，即BW25MHz 【带宽定义为S11-10dB的频带范围】 馈电方式采用微带馈电 微带天线的仿真设计 仿真设计初值的确定 矩形微带天线长度L理论上取值为 ; 宽度W取值应小于 ，当大于 时，将产生高次模导致场畸变 由于工作频率为2.4GHz，基片介电常数为4.4，则 介质波长为 贴片长度L=3 cm； 宽度W=2.5 cm 微带天线的仿真设计 新建天线设计工程文件 微带天线的仿真设计 设置Layout单位为毫米（mm） 微带天线的仿真设计 创建微带贴片模型 层的选择（单层电路） 微带天线层 微带天线的仿真设计 创建微带贴片模型 层的选择 选择当前层绘制 微带贴片 微带天线的仿真设计 建立微带矩形贴片模型 坐标 （0，0） （30，25） 微带天线的仿真设计 基板材料设置 微带天线的仿真设计 基板材料设置 微带天线的仿真设计 基板材料设置 Layout层映射到金属层 微带天线的仿真设计 添加端口 微带天线的仿真设计 端口设置 微带天线的仿真设计 S参数仿真设置 微带天线的仿真设计 仿真结果 Z=259-j38.6 微带天线的仿真设计 匹配设计 微带天线的仿真设计 匹配设计 微带天线的仿真设计 匹配设计 微带天线的仿真设计 利用微带线进行匹配 微带天线的仿真设计 利用微带线进行匹配 微带天线的仿真设计 利用微带线进行匹配 微带天线的仿真设计 匹配后仿真结果 微带天线的仿真设计 生成匹配后的版图