原创 伞形偶极子贴片天线设计

2013-12-26 10:43 2518 15 15 分类: 模拟

Hertz电偶极子是一个理想化的电流源。其长度远小于波长电流沿着线元均匀分布。一个实际的由中心馈电的电偶极子,其电流是不均匀分布的。而是类似于三角形分布。馈电处的电流最大,随着远离馈电点其电流逐渐减小,直到电流偶极子端点电流幅度减少为零。

等效电路模型分析与设计
图1 给出了偶极子天线的几何结构及其参数。图中实线部分为天线结构示意图,该天线印刷在厚度为h,介电常数为rε的介质板上。印刷振子辐射臂长为Lt,宽为Lw;振子的下底长为LH,宽为Ld。在振子的中间,刻有一纵向长槽,长为Lab,宽为Sw。
该天线采用标准的50 欧SMA 馈电。

20131202135540754.jpg

 
 
所示虚线结构是印刷巴伦匹配电路结构,该结构可视为由两段传输线组成。它们的宽分别为wa和wb,长分别为la和lb,并在长槽D-D’的中心处短接。位于下底端的信号输入主馈线的宽为wf,长为lf。
 
     下面是用ADS电磁仿真软件设计伞形贴片天线的步骤和方法
 
创建新的工程文件
点击File->New Project设置工程文件名称(本例中为Antenna)及存储路径
点击Length Unit设置长度单位为毫米

 

20131202135733247.jpg

工程文件创建完毕后,主窗口变为下图:

 

20131202135822314.jpg

1. Layout中的背景设置
直接在
对系统设计的背景参数进行设置。我们选择其中的
确保在天线设计过程中的精度。其他子菜单设置一般选择默认。
 

20131202135925626.jpg

2.在
由于我们设计的是双面天线,在一个介质板上贴有上下两层,上层为馈线,下层
为偶极子天线和地板。首先设计底层。
 

20131202140016130.jpg

3.在
 
完成对底层
 

20131202140156419.jpg

4.在
选择:
Option=>Layers,将
 

20131202140248327.jpg

5.在
将设计的层面改为
以得到右图图中:,红色是对应
 

20131202140400635.jpg

6.在
下面在cond与cond2层之间加一个通孔(Via),选择层为:加通孔,因为是圆形的通孔,所以选择,如下图:这样就完成了天线尺寸的基本设计。
 
 
7.层定义
 
这是至关重要的一步。
将地面要的天线的层结构如下图所示:
 

20131202140452898.jpg

8.层定义—Metallization Layer设置
去掉通常微带天线的地面(
 

20131202140628430.jpg

9.层定义—Metallization Layer设置
 

20131202140729671.jpg

 
10.端口定义
有两个解决的办法,采用:两个Differential port一个Internal port 配合一Ground
Reference Port.
 
 选中端口图标加可以选择
端口定义
可以双击端口对端口进行修改,选择Port对应的层:
 

20131202141016130.jpg

置中,
 
 
 

20131202141108634.jpg

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