原创 【博客大赛】伞形偶极子天线的优化与仿真　

 

  史密斯圆图是微波技术上的一个非常重大之发明。通常用来表征微波传输线上的阻抗。其水平轴为实数轴，上面偏电感，而下面偏电容。右面的阻值偏高；而左面的的阻值偏低。因此将负载的频率响应特性画在圆图上，那匹配的手段将一目了然，应该采取哪些措施，射频工程师是一清二楚的。

 

实际调试时不会把手放在天线上，在天线pattern不做大的变动的前提下，调试两种办法：

 a. 调匹配电路，smith chart 上半部呈感性，下半部呈容性，第一象限时串电容，第四象限时串电感，第三象限时并电容，第四象限时并电感，使尽量靠近50Ω阻抗；调高频时并电容串电感，调低频并电感串电容。

 b .fine-tune天线本体，加长或者剪短路径调频率，亏点位置，接地方式,还有周围环境和走线的互相耦合作用...都会影响驻波，视情况处理，得多试。

 

使用电容电感器件进行阻抗匹配，在史密斯图上的可以遵循下面四个规则：
        - 沿着恒电阻圆顺时针走表示增加串联电感；
        - 沿着恒电阻圆逆时针走表示增加串联电容；
        - 沿着恒电导圆顺时针走表示增加并联电容；
        - 沿着恒电导圆逆时针走表示增加并联电感。

 

当然也可以使用ADS电磁仿真软件的强大功能优化，仿真天线的S参数。下面是使用ADS软件优化，仿真伞形天线的步骤：

 

Ｓ参数仿真—Mesh设置

 

在Momentum => Mesh =>Setup中设置Mesh，Mesh的设置决定了仿真的精度。通常，Mesh Frequency和Number of CellsPer Wavelength 越大，精度越高。但是这是以仿真时间的增加为代价的。有时不得不以精度的降低换取仿真时间的减小。在本例中，我们采用Mesh的默认值，即：Mesh Frequency为后面S仿真中的频率上限值， Number of Cells Per Wavelength为30。

 

出现一个对话框如右图。在Sweep Type中可以选择Single，Adaptive，Linear

 

Single 表示对单个频率点进行仿真，Adaptive表示根据曲线变化的幅度选择不同频率下的Sample Point，以用最少的Sample Point来描述图形，因此在对大范围的频率扫描时，推荐使用AdaptiveType；对于Linear，是选择上下频率的范围和步长，在规定频率段和规定步长下进行取点。这里选择adaptive。

 

 

 

 

谐振频率是刚好位于1.800GHz的，反射波损耗为-28.161dB。

输入阻抗为Z0*（0.933+j0.036）=46.65+j1.8。

 

2 。天线的带宽

 

 

选择Current ＝>Set Port Solution

Weights，单击OK。然后， 选择Current

=>Plot Currents。按照相位从0 0 - > 9 0 0 -> 1 8 0 0 - > 2 7 0 0，分别