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    2014-1-17 16:23
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    本文是【伞形偶极子贴片天线设计】的姊妹篇,文章链接: http://bbs.ednchina.com/BLOG_ARTICLE_3016957.HTM   将反射系数同心圆,等阻圆,等抗圆画在一起就成了史密斯圆图。也就是常用的阻抗圆图。或者射频设计师简称圆图。     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。   1 .S参数仿真 选择Momentum中的Simulation―Sparameters 出现一个对话框如右图。在Sweep Type中可以选择Single,Adaptive,Linear 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   对于 VSWR1.5, 天线带宽为 13%(1.683GHz — 1.917GHz) 对于 VSWR2.0, 天线带宽为 23.8%(1.600GHz — 2.026GHz   3.观察远区辐射方向图   选择 Momentum=Post Processing=RadiationPattern ,在弹出的对话框中: Select Frequency 中选择1.8GHz,因为这是谐振频率。在Visualization Type中选择3DVisualization,因为我们首先想观察三维视图。在Port1 Impedance中写入端口1的输入阻抗,这个在S11图中我们已经测量了,为:46.65+j1.8Ω。 点击Compute。   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 为: 天线的辐射方向图 4 。天线的增益