双端口馈电天线

双端口馈电天线具体设计过程以及最终结果

1.首先利用ADS计算10mm×10mm贴片天线的谐振频率（6.45GHz左右），以及为实现阻抗匹配，作为传输线的微带线的长度与宽度，其具体步骤如下在ADS的Schematic中点击Generate\Update Layout, 仿真出10mm×10mm贴片天线在给定PCB的谐振频率以及输入阻抗，为了使天线的辐射阻抗能与同轴馈电端口的特性阻抗相

匹配（由公式b、a分别为同轴电缆的外、内diameter，计算结果为

57.81ohm）,需要设计一系列微带传输线。利用ADS中的Smith Chart（史密斯圆图）工具计算出所需微带传输线的特征阻抗以及电长度（波矢与传输线的乘积），根据微带线的特征阻抗以及电长度，利用ADS计算传输线的工具LineCalc来设计传输线宽度和长度，然后在Schematic画出该天线的电路图（输出天线的S参数的sip文件，在Schematic中导入），扫频后发现匹配良好（S(1,1)<-15dB），开始在HFSS中进行仿真。

2.HFSS的仿真

设计好的模型如图一所示；这里的馈电端口采用的是双端口馈电，并有90[deg]的相位差以实现天线辐射的圆极化。通过参数扫描以及最优化处理，最终获得的参数为：贴片宽度为9.85mm，轴比带宽为16%（AR≤1），6.45GHz时右旋增益曲线与总增益曲线吻合地十分良好（如图二所示，以仰角theta为横坐标，方位角phi选取为0[deg]），最大增益7.05dB, 阻抗带宽（S(1,1) ≤-10dB）2.5%，最后两点是有待改善的地方。

注：这个仿真我是昨天才刚刚完成的，仿真过程中我学了实现圆极化的原理，贴片天线辐射的原理以及ADS中smith chart和Linecalc工具的使用；在我使用HFSS以及ADS的过程中，我意识到只有熟悉基本理论之后才能迅速建模，发现建模过程中出现的问题，找出解决方法，同时也感觉到软件之间应该都是相通的（比如在ADS设计的微带线长度宽度直接拿到HFSS中建模仍然可以得到十分好的S(1,1)曲线）。胡老师你给我的3篇文章我会在这个周末之前把综述交给你。

图一：天线模型

图二：右旋增益曲线和总增益曲线