24GHz天線設(shè)計仿真報告

1、微波技術(shù)與天線課程設(shè)計報告仿真結(jié)果課題：2.4GHz天線的設(shè)計院系：文正學(xué)院電子信息系專業(yè)：2012級通信工程姓 名：鄭富成學(xué)號: 1217408034指導(dǎo)老師：劉學(xué)觀日期：2014年12月25日一、設(shè)計名稱2.4GHz微帶貼片天線二、設(shè)計目標(biāo)1 .設(shè)計2.4GHz的天線，使其在2.4GHz處產(chǎn)生諧振2 .回波損耗 > :3 .駐波比州）44 .三、設(shè)計過程微帶天線主要參數(shù)如圖，w為輻射貼片的寬度,L為長度。Li為饋線的長度,1.微帶輻射貼片尺寸估算微帶輻射貼片的寬度:C / + 1V w°=5m由相關(guān)數(shù)據(jù):c=3xl儼咻,f=2.4Ghz4=44。解得:W0=38.03mm輻

2、射貼片的長度L0一般取1/2。考慮到邊緣縮短效應(yīng)后，實際上的輻射單元長度L0應(yīng)為:Lo -_ 2Ali2既其中AL為等效輻射縫隙長度，q為有效介電常數(shù)。/h2(J + 12w)八 (7 + 03)(w/h + 0.264)AL = 0.412 1 7八二-7T-T7(隨0.258)(w/i + 0.8)帶入£尸植h二,W0=38.03mm(7 = 4.12IaL = 0.740mm所以L0=29.11mm2.饋電點位置微帶線饋電點位置選在輻射貼片的中點， 此時饋電點和輻射貼片 邊緣距離為Z=w/2=19.0153.輸入阻抗如果采用微帶線饋電方式，饋電點到輻射貼片邊緣拐角的距離為z,則

3、微帶線的輸入導(dǎo)納近似為:2Gv =COS2 2式中:1G 二；120Tl2-t-cos0 1tan26sin0d0由此，計算出輸入阻抗1 Zin = = 420,05 044.阻抗匹配輸入阻抗一般不符合微波器件通用的5。系統(tǒng)，所以在設(shè)計微帶 線饋電矩形微帶天線時，可加上一段1/4的阻抗變換器。則阻抗變換 器的特性阻抗:z。Z01= I-1 = 144,923(1借由此可以計算出饋線的寬度由下式l 1/8h w59952山匕+ 2 MI解得:119.904n/2.42-7一776仇）（一）購=116 mm四、參數(shù)匯總由以上可以得到各變量的理論值:w0/mmL0/mmWi/mmLJmiuvr2/m

4、mL2/mmh/mm80801.1631.253.06291.6五、仿真過程采用如上數(shù)據(jù)，在HFS沖繪制側(cè)饋微帶天線，如圖3.1所示:圖3.1理論數(shù)據(jù)建模仿真結(jié)果不理想，雖然衰減非常好，但頻率偏差大約24MHz應(yīng)該能夠做得更好對Lo從45.1到45.5mm進行掃描，得到圖3.2Curve用他riion歸Wn而itwi' radbbon l-SBmm,Umm- ribbon.10 00 JnW ridlion l-2Snim-.15 40 rm1 ridrhQn J= 2® 22223222Prrwn' rwtrian J=!2® 222222229mm

5、9; WQn:管?22?2?rrwn1 rjHiilion Ir'28 44444444mn30 00 rrvn' r.idilian k'28 44444444mn35.00 2.25國0025 0040.002203E nriihcm產(chǎn)部麗2rHm“ rAdHion；！® 2222S22nw.5 00 r3dniOH=SctuMOJmnF 用 0 中g(shù)j=州 22222222 i-1-Wradriion h'Sft 4444444mni-圖3.2對L】掃描結(jié)果最終選擇radition=58.11mm,是中心頻率在 2.4GHz接下來調(diào)整 radit

6、ion_l,最終選擇 radition_l=29.11mm最終的結(jié)果圖如圖3.3至3.5所示。XY HlOt<J圖3.3最終參數(shù)的Si回波損耗從圖上可以看出來，回波損耗最低點在2.4GHz上，誤差為0.12%, 此點的回波損耗為-23.2dB,而在2.4GHz中心頻點上的回波損耗為 -23.31dB,也基本達(dá)到要求，帶寬 B=2.43-2.31 = 120MHz四.心得體會HFSS作為模仿仿真高頻無緣器件的專門工具，精確度高是其一大優(yōu) 點。在模型的繪制上，HFSSRI用AUTOCA辦擎，可以精確的描述任 意的立體結(jié)構(gòu)。其次，可以方便地指定介質(zhì)材料的各項參數(shù)。而且， 通過對邊界條件的定義，可以精確的指定端口，設(shè)定放射