矩形微带天线简介
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一个简单的微带贴片天线的结构,由辐射元、介质层和参考地组成。与天线性能相关的参数包括辐射元的长度L、辐射元的宽度W介质层的厚度h、介质的相对介电常数εr和损耗正切、介质层的长度L和宽度W。矩形贴片微带天线的工作主模式是TM10模,意味着电场在长度L方向上有的改变,而在宽度方向上保持不变,在长度L方向上可以看作成有两个终端开路的缝隙辐射出电磁能量,在宽度w方向的边缘处由于终端开路,所以电压值最大电流值最小
天线尺寸
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本例设计的矩形微带天线工作于ISM频段,其中心频率为2.45GHz,无线局域网(WLAN),蓝牙,ZigBee等无线网络均可工作在该频段上。选用的介质板材为Rogers R04003,其相对介电常数εr=3.38, 厚度h=5mm;天线使用同轴线馈电。工作频率 f = 2.45GHz介质板材的相对介电常数 εr = 3.38介质层厚度h = 5mm矩形贴片的宽度: W= 41.4mm矩形贴片的长度:L= 31.0mm馈点位置(Xf =9.5mm,Yf=0)
设计分析
1.设置工作环境
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2.创建模型
1.参考地
创建平面模型: 设置边界条件: ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20200821152805807.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTQyOTQ3,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center)
2.介质层
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3.辐射元
创建平面模型: 设置边界条件: ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20200821153452547.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTQyOTQ3,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center)
4.同轴馈线
![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20200821153826968.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTQyOTQ3,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center)
5.在GND开孔
将小孔设置为集总端口激励: ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/2020082115445520.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTQyOTQ3,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center)
![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20200821154534910.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTQyOTQ3,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center)
6.辐射边界表面
设置边界条件: ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20200821155144627.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTQyOTQ3,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center)
3.求解分析设置
1.求解项设置
![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20200821155304788.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTQyOTQ3,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center)
2.扫频项设置
![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20200821155432931.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTQyOTQ3,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center)
4.运行分析
1.运行仿真
![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20200821155919568.png#pic_center)
2.仿真分析
可见工作频率谐振点不在2.45GHz上,因此要使用优化设计: ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20200821160007804.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTQyOTQ3,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center)
5.优化设计
1.定义变量
![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20200821160408707.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTQyOTQ3,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center)
2.扫频设置
![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20200821160548147.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTQyOTQ3,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center)
3.扫描分析
运行扫描分析: ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20200821162635864.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTQyOTQ3,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center)
4.优化变量
选取Length为优化变量: ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20200821162756886.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTQyOTQ3,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center)
5.目标函数
![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/202008211630049.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTQyOTQ3,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center)
6.仿真分析
Length=29.77mm时S11最小: ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20200821164843263.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTQyOTQ3,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center)
6.结果分析
1.扫频分析:
查看扫频结果: ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20200821165737438.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTQyOTQ3,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center)
2.史密斯圆图:
![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20200821170016612.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTQyOTQ3,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center)
3.电压驻波比
![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20200821170154269.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTQyOTQ3,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center)
4.天线增益方向图
3D: XOZ面: ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20200821170807483.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTQyOTQ3,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center)
5.天线各项参数
![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20200821170912347.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTQyOTQ3,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center)
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