内容发布更新时间 : 2024/6/27 0:55:21星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

天线CAD大作业

学 院：电子工程学院 专 业：电子信息工程

微带天线设计

一、设计要求：

（1）工作频带1.1-1.2GHz，带内增益≥4.0dBi，VSWR≤2:1。微波基板介电常数为r= 6，厚度H≤5mm，线极化。总结设计思路和过程，给出具体的天线结构参数和仿真结果，如VSWR、方向图等。

（2）拓展要求：检索文献，学习并理解微带天线实现圆极化的方法，尝试将上述天线设计成左旋圆极化天线，并给出轴比计算结果。 二、设计步骤

计算天线几何尺寸

微带天线的基板介电常数为f=1.15GHz,c??r= 6，厚度为

h=5mm,中心频率为

?3?108m/s天线使用50Ω同轴线馈电，线极化，则

1c?r?1?2()（1）辐射切片的宽度w?=69.72mm

2f2（2）有效介电常数?e??r?12??r?12(1?12h)w?12=5.33

（3）辐射缝隙的长度?L?0.412hc2f?e(?e?0.3)(w/h?0.264)=2.20

(?e?0.258)(w/h?0.8)（4）辐射切片的长度L??2?L=52.10mm

（5）同轴线馈电的位置L1 ?re(L)??r?1?r?12?h?(1?12)2=5.20 2L1 L1?L1(1?)=14.63mm 2?re 三、HFSS设计 （1）微带天线建模概述

为了方便建模和后续的性能分析，在设计中定义一系列变量来表示微带天线的结构尺寸，变量的定义及天线的结构尺寸总结如下：

微带天线的HFSS设计模型如下：

立体图 俯视图

模型的中心位于坐标原点，辐射切片的长度方向沿着x轴，宽度方向沿着y轴。介质基片的大小是辐射切片的2倍，参考地和辐射切片使用理想导体来代替。对于馈电所用的50Ω同轴线，这用圆柱体模型来模拟。使用半径为0.6mm、坐标为（L1，0,0）；圆柱体顶部与辐射切片相接，底部与参考地相接，及其高度使用变量H表示；在与圆柱体相接的参考地面上需要挖一个半径为1.5mm的圆孔，作为信号输入输出端口，该端口的激励方式设置为集总端口激励，端口归一化阻抗为50Ω。模型建立好后，设置辐射边界条件。辐射边界表面距离辐射源通常需要大于1/4波长，1.15GHz时自由空间中1/4个波长约为65.22mm，用变量length表示。

（2） HFSS设计环境概述 ＊求解类型：模式驱动求解。 ＊建模操作

?模型原型：长方体、圆柱体、矩形面、圆面。 ?模型操作：相减操作 ＊边界条件和激励

?边界条件：理想导体边界、辐射边界。 ?端口激励：集总端口激励。 ＊求解设置：