24GHz天线设计仿真报告

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 .驻波比州）44 .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。Li为馈线的长度,1.微带辐射贴片尺寸估算微带辐射贴片的宽度:C / + 1V w°=5m由相关数据:c=3xl俨咻,f=2.4Ghz4=44。解得:W0=38.03mm辐

2、射贴片的长度L0一般取1/2。考虑到边缘缩短效应后，实际上的辐射单元长度L0应为:Lo -_ 2Ali2既其中AL为等效辐射缝隙长度，q为有效介电常数。/h2(J + 12w)八 (7 + 03)(w/h + 0.264)AL = 0.412 1 7八二-7T-T7(随0.258)(w/i + 0.8)带入£尸植h二,W0=38.03mm(7 = 4.12IaL = 0.740mm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

3、微带线的输入导纳近似为:2Gv =COS2 2式中:1G 二；120Tl2-t-cos0 1tan26sin0d0由此，计算出输入阻抗1 Zin = = 420,05 044.阻抗匹配输入阻抗一般不符合微波器件通用的5。系统，所以在设计微带 线馈电矩形微带天线时，可加上一段1/4的阻抗变换器。则阻抗变换 器的特性阻抗:z。Z01= I-1 = 144,923(1借由此可以计算出馈线的宽度由下式l 1/8h w59952山匕+ 2 MI解得:119.904n/2.42-7一776仇）（一）购=116 mm四、参数汇总由以上可以得到各变量的理论值:w0/mmL0/mmWi/mmLJmiuvr2/m

4、mL2/mmh/mm80801.1631.253.06291.6五、仿真过程采用如上数据，在HFS冲绘制侧馈微带天线，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Lo从45.1到45.5mm进行扫描，得到图3.2Curve用他riion归Wn而itwi' radbbon l-SBmm,Umm- ribbon.10 00 JnW ridlion l-2Snim-.15 40 rm1 ridrhQn J= 2® 22223222Prrwn' rwtrian J=!2® 222222229mm

5、9; WQn:管?22?2?rrwn1 rjHiilion Ir'28 44444444mn30 00 rrvn' r.idilian k'28 44444444mn35.00 2.25国0025 0040.002203E nriihcm产部丽2rHm“ rAdHion；！® 2222S22nw.5 00 r3dniOH=SctuMOJmnF 用 0 中gj=州 22222222 i-1-Wradriion h'Sft 4444444mni-图3.2对L】扫描结果最终选择radition=58.11mm,是中心频率在 2.4GHz接下来调整 radit

6、ion_l,最终选择 radition_l=29.11mm最终的结果图如图3.3至3.5所示。XY HlOt<J图3.3最终参数的Si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，HFSSRI用AUTOCA办擎，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