1、微波技术与天线课程设计报告仿真结果课 题： 2.4GHz 天线的设计 院 系： 文正学院电子信息系 专 业： 2012 级通信工程 姓 名： 郑富成 学 号： 1217408034 指导老师： 刘学观 日期：2014 年 12 月 25 日一、 设计名称2.4GHz 微带贴片天线二、 设计目标1. 设计 2.4GHz 的天线，使其在 2.4GHz 处产生谐振2. 回波损耗3. 驻波比4.三、 设计过程微带天线主要参数如图，w 为辐射贴片的宽度，L 为长度。L 1 为馈线的长度，w 1 为馈线的宽度。1. 微带辐射贴片尺寸估算微带辐射贴片的宽度：由相关数据： ，f=2.4Ghz, 。解得：W0=
2、38.03mm辐射贴片的长度 L0 一般取 。考虑到边缘缩短效应后，实际上的辐射单元长度 L0 应为：其中 为等效辐射缝隙长度， 为有效介电常数。带入 ， ， W0=38.03mm得所以L0=29.11mm2. 馈电点位置微带线馈电点位置选在辐射贴片的中点，此时馈电点和辐射贴片边缘距离为Z=w/2=19.0153. 输入阻抗如果采用微带线馈电方式，馈电点到辐射贴片边缘拐角的距离为 z，则微带线的输入导纳近似为：式中：由此，计算出输入阻抗4. 阻抗匹配输入阻抗一般不符合微波器件通用的 系统，所以在设计微带线馈电矩形微带天线时，可加上一段 的阻抗变换器。则阻抗变换器的特性阻抗：借由此可以计算出馈线
3、的宽度由下式及解得：四、 参数汇总由以上可以得到各变量的理论值：h/mm80 80 1.16 31.25 3.06 29 1.6五、 仿真过程采用如上数据，在 HFSS 中绘制侧馈微带天线，如图 3.1 所示：图 3.1 理论数据建模仿真结果不理想，虽然衰减非常好 ，但频率偏差大约 24MHz。应该能够做得更好对 L0 从 45.1 到 45.5mm 进行扫描，得到图 3.2图 3.2 对 扫描结果最终选择 radition=58.11mm，是中心频率在 2.4GHz。接下来调整 radition_l，最终选择 radition_l=29.11mm。最终的结果图如图 3.3 至 3.5 所示。
4、图 3.3 最终参数的 S11 回波损耗从图上可以看出来，回波损耗最低点在 2.4GHz 上，误差为 0.12%，此点的回波损耗为-23.2dB，而在 2.4GHz 中心频点上的回波损耗为-23.31dB，也基本达到要求，带宽 B=2.43-2.31=120MHz四心得体会HFSS 作为模仿仿真高频无缘器件的专门工具，精确度高是其一大优点。在模型的绘制上，HFSS 采用 AUTOCAD 引擎，可以精确的描述任意的立体结构。其次，可以方便地指定介质材料的各项参数。而且，通过对边界条件的定义，可以精确的指定端口，设定放射边界面，以及 E、H 对称面、 PERFECT E、H 面等复杂的边界条件。通过 HFSS 这个软件画出图形，而且是 3D 效果可以让我们直观地了解天线的形状，结合书本理论知识是我更好的理解微波天线这门课程。
