24GHz天线设计仿真报告

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算法仿真天线实验报告

算法仿真天线实验报告一、实验介绍本次实验旨在通过算法仿真的方式，研究和探索天线的工作原理及性能。

通过使用仿真软件，可以加深对天线特性的理解，并通过仿真结果分析进一步优化天线设计。

二、实验过程1. 确定仿真软件：本次实验使用的是电磁仿真软件HFSS，该软件可以进行电磁场分析，可以用来模拟和分析天线的性能。

2. 设计天线模型：根据实验要求，选择天线的类型和参数。

可以选择一根直立的天线杆，设置杆的高度和直径。

也可以选择适当的天线形状和尺寸，例如常用的方形衬型天线、印制天线、贴片天线等。

3. 定义天线工作频段：根据实验要求，确定天线的工作频段。

可以选择一个单一频段，也可以选择多个频段。

4. 设计电源供应：确定天线的电源方式，可以选择直流电源或者交流电源。

5. 进行电磁仿真：将天线模型导入HFSS软件中，在软件中配置和定义仿真参数。

定义天线工作频段、电源参数等。

进行电磁仿真。

6. 仿真结果分析：根据仿真结果，分析天线的增益、方向性、频率响应等性能指标。

对于无法满足实验要求的天线，可以进行参数调整和优化。

7. 优化设计：根据分析结果，对天线模型进行优化设计。

可以调整天线的尺寸、形状、材料等参数。

再次进行仿真。

8. 重复实验：根据需要，可以进行多次优化设计和仿真实验，以进一步提高天线性能。

三、实验结果与分析通过电磁仿真软件进行天线实验，在给定的频段和工作条件下进行仿真，可以获得以下性能指标：1. 增益：增益是衡量天线辐射效果的重要指标，表示天线辐射功率与理论理想辐射功率之比。

一般来说，增益越大，天线辐射能力越强。

2. 方向性：方向性是指天线辐射功率随辐射方向的变化情况。

一般来说，天线的方向性越集中，表示天线的辐射范围越小，辐射功率更集中。

3. 频率响应：频率响应是指天线在不同频段上的辐射能力。

在实际应用中，天线需要能够覆盖整个工作频段，保持稳定的性能。

通过对仿真结果的分析，可以得到天线在不同频段下的增益、方向性等性能指标的变化情况。

2.4G天线参数测试报告

2.4G天线参数测试报告
一、测试目的
本测试报告为2.4G天线性能参数的测试报告，目的在于总结低成本替换天线与原有天线性能参数以及分析测试结果，描述该低成本2.4G天线是否符合需求。

二、测试内容
三、测试进度
四、测试过程
1）驻波比测试
启动网络分析仪，进行校准后进行测试，取最大最小值。

2）方向图、增益、效率测试
在实验室环境中，利用频谱与信号分析仪测试相关数据。

五、测试结论
一、驻波比测试结果对比
二、方向图、增益、效率测试结果对比（编号1为原有天线，其中低成本替换天线中随机抽取三个用作测试）
（1）2.4GHz直头全向天线
（2）2.4GHz可弯折棒状天线
（3）2.4GHz可弯折高增益全向天线
（4）2.4GHz馈线天线
总结：
驻波比测试中为保证在同一位置环境中测试，将天线直连在网络分析仪，与原天线对比，低成本替换天线样品在驻波比测试中较不稳定，有旋转或其他动作时驻波比值波动较大。

厂家提供官方参数对比：
附：
天线资料（1）
（2）
（3）
（4）。

2.4G印制偶极子天线设计与仿真.docx

2. 4G印制偶极子天线设计与仿真答辩人：陈孙水指导老师:游佰强2007.6.1论文主要工作：■1、检索国内外相关资料，了解RFID技术发展、现况及目前标签天线种类与特点。

■2、学习相关理论，掌握ADS有关印制天线设计基本操作，对V形地平面偶极子天线进行设计。

■3、仿真讨论一些参数对天线性能影响，对所设计天线仿真并分析其结果。

RFID （Radio Frequency Identification无线射频识别）:埃森哲实验室首席科学家弗格森认为RFID是一种突破性的技术.该技术正蓬勃发展，在航空业、物流运输业、动物识别等领域大展拳脚。

RFID发展简史■ 1948年哈里斯托克曼发表的“利用反射功率的通信”奠定了射频识别技术的理论基础。

■ 1950-1960年是射频识别技术早期的探索阶段。

■ 1970-1980年射频识别技术与产品研发得到大发展并于80年代进入商业成规模应用。

■ 2000年后标准化问题日趋为人们所重视。

之后, 射频识别技术的理论得到丰富和完善。

RFID现状■ RFID系统工作频率不高时，多用环天线。

大部分能量以交变磁场的形式耦合。

常用的有四种微型化设计方案：空心线圈、磁芯线圈、薄膜天线和集成天线■433MHz可采用平面倒F天线；915MHz可采用偶极子天线，典型的设计天线尺寸大小为：76.1 X44X1.2mm3o■工作在特高频（UHF）以上的RFID标签大多采用对称振子或是其变形结构的线天线（如折合振子天线，Vee型振子天线和领结振子天线等）・单极子天线开始在手机中得到了成功的应用，通过适当优化单集子的数目及天线（阵列）的长度，可全频段工作，使天线工作频率在850MHz〜6GHz频率范围内。

■24GHz以及更高的频率，微带馈电缝隙天线有较好的前景RFID应用■低频（从125KHZ到134KHZ）：畜牧业的管理系统、汽车防盗和无钥匙开门系统的应用、马拉松赛跑系统的应用、门禁和安全管理系统■高频（工作频率为13.56MHz）：图书管理系统的应用、三表预收费系统、大型会议人员通道系统、医药物流系统的管理和应用、智能货架的管■甚高频（工作频率为860MHz到960MHz之间）：供应链上的管理和应用、生产线自动化的管理和应用、航空包裹、集装箱后勤管理系统的应用标签天线举例■环天线■分形天线■偶极子天线■单极子天线■缝隙天线b 波导馈电的缝隙阵天线4 “7 |¥1 I ( ：1叫I 债电的图4 Hilbert 分形天线常见偶极子变形——折合本论文工作: 由于工作频率升高，天线臂尺寸减小。

HFSS仿真实验报告样例

.《微波技术与天线》HFSS仿真实验报告实验二印刷偶极子天线设计专业通信工程年级2011 级姓名毛佳雯学号1116428042指导老师评分一、仿真实验内容和目的使用HFSS设计一个中心频率为 2.45GHz的采用微带巴伦馈线的印刷偶极子天线，并通过HFSS软件Opitmetrics模块的参数扫描分析功能对印刷偶极子天线的一些重要结构参数进行参数扫描分析，分析这些参数对天线性能的影响。

二、设计模型简介整个天线分为5个部分，即介质层，偶极子天线臂，微带巴伦线，微带传输线，见图1。

天线各部分结构尺寸的初始值见表1。

图1印刷偶极子天线结构图（顶视图）。

表1印刷偶极子天线关键结构尺寸初始值。

批注[y1]:实际报告撰写中，表格应手动编制，不允许直接截图。

三、建模和仿真步骤1、新建 HFSS 工程，添加新设计，设置求解类型：Driven Modal。

2、创建介质层。

创建长方体，名称设为 Substrate，材质为 FR4_epoxy,颜色为深绿色，透明度为0.6。

3、创建上层金属部分1）创建上层金属片，建立矩形面，名称 Top_Patch,颜色铜黄色。

2）创建偶极子位于介质层上表面的一个臂。

画矩形面，名称 Dip_Patch,颜色铜黄色。

3）创建三角形斜切角，创建一个三角形面，把由矩形面 Top_Patch 和 Dip_Patch 组成的90 折线连接起来。

4）合并生成完整的金属片模型。

4、创建下表面金属片1）创建下表面传输线 Top_patch_1。

2）创建矩形面 Rectangle1。

3）创建三角形 polyline2。

4）镜像复制生成左侧的三角形和矩形面此步完成后得到即得到印刷偶极子天线三维仿真模型如图2所示。

5、设置边界条件1）分配理想导体。

2）设置辐射边界条件，材质设为 air。

6、设置激励方式：在天线的输入端口创建一个矩形面最为馈电面，设置该馈电面的激励方式为集总端口激励，端口阻抗为50欧姆。

7、求解设置：求解频率（Solution Frequency）为 2.45GHz，自适应网格最大迭代次数（Maximum Number of Passes）：20，收敛误差（Maximum Delta S）为 0.02。

24GHz微带贴片天线阵的仿真与设计

24GHz微带贴片天线阵的仿真与设计
作者：李恒城，敬守钊
作者单位：电子科技大学电子工程学院,成都 611731
1.方天凤.戎海靖.韩宁漫谈雷达测速仪[期刊论文]-中国计量2008(11)
2.于磊.彭延军.YU Lei.PENG Yan-jun新一代车载电子警察系统的设计[期刊论文]-山东科学2010,23(6)
3.周刚.吴杰.鲁可.Zhou Gang.Wu Jie.Lu Ke汽车防撞毫米波雷达信号处理[期刊论文]-计算机测量与控制2011,19(7)
4.陈跃军基于定点DSP车载测速雷达系统设计[期刊论文]-黑龙江科技信息2011(22)
5.周刚.苏宝平.傅佑麟.ZHOU Gang.SU Bao-ping.FU You-lin LFMCW雷达数字化测距测速的工作参数设计[期刊论文]-电光与控制2007,14(3)
6.王小飞基于SOPC的测速雷达多普勒信号处理系统设计[学位论文]2011
7.周刚.傅佑麟.徐振方.Zhou,Gang.Fu,Youlin.Xu,Zhenfang LFMCW数字化测距测速的分辨力与精度分析[期刊论文]-微计算机信息2006,22(22)
8.杨秀强.唐小宏Ka波段多普勒测速雷达前端研究[会议论文]-2004
引用本文格式：李恒城.敬守钊24GHz微带贴片天线阵的仿真与设计[会议论文] 2010。

微带天线设计实验报告hsff

微带天线设计实验报告hsff1. 引言微带天线是指一种在非导体衬底上，厚度远小于工作波长的金属片片状天线。

由于其结构简单、易于实现和与尺寸成正比的频率调谐特性，微带天线在无线通信系统、雷达系统、卫星通信系统等领域都有广泛应用。

本实验旨在设计一种基于微带天线的无线通信系统。

2. 设计原理微带天线的设计基于微带线的传输线理论和天线理论，通过调整微带天线的几何结构，可以实现对特定频率信号的发送和接收。

在本实验中，我们需要设计一种工作频率为2.4 GHz的微带天线。

微带天线主要由导体衬底、金属贴片和喇叭线组成。

导体衬底可以是介电材料，如玻璃纤维板、陶瓷板等，也可以是金属材料。

金属贴片是微带天线的辐射元件，其几何形状和尺寸决定了天线的频率特性。

喇叭线用于连接导体衬底和金属贴片，起到提供电信号的功能。

3. 设计步骤根据微带天线的设计原理和工作频率要求，我们可以按照以下步骤来设计微带天线：步骤一：确定导体衬底材料和尺寸根据设计要求选择合适的导体衬底材料，一般可选用介电常数在2到12之间的材料。

确定导体衬底的尺寸，以便适应工作频率。

步骤二：计算金属贴片的尺寸根据所选导体衬底的材料和尺寸，计算金属贴片的尺寸。

一般来说，金属贴片的长度和宽度与工作波长有关，且与导体衬底的介电常数相关。

步骤三：确定喇叭线的结构根据所选导体衬底的材料和尺寸，设计合适的喇叭线结构。

喇叭线的长度、宽度和厚度都会影响微带天线的频率调谐特性。

步骤四：制作微带天线样品根据设计得到的尺寸参数，使用相应的工艺方法制作微带天线样品。

常用的制作方法包括化学腐蚀、电镀等。

步骤五：测试天线性能通过天线测试仪器对微带天线进行性能测试，包括频率响应、增益、辐射图形等参数的测量。

4. 实验结果与分析经过设计和制作，在实验中成功制作了一种工作频率为2.4 GHz的微带天线样品。

经测试，该微带天线样品的频率响应符合设计要求，在工作频率范围内具有良好的增益和辐射特性。

为了进一步优化微带天线的性能，我们对设计参数进行了微调，得到了更好的工作频率和辐射特性。

自己动手做24G无线网络定向天线概要

自己动手做2.4G无线网络定向天线无线网络定向天线众所周知，AP信号的穿墙能力是非常弱的，尤其是象TPLink之流的低端产品。

对于家里面积大、房间结构复杂的朋友来说，经常需要AP信号穿过3-4堵墙。

在信号差的情况下使用wifi简直就是鸡肋，速度慢不说，经常还连不上。

帅哥家里使用了一台TPLink240的AP，信号就不太好，隔了三堵墙后，信号就只剩下1-2格，非常弱了，使用起来很不方便。

如何改善这种状况？当然再买个AP回来搭个网桥，增加信号覆盖面积是个不错的办法。

不过要多费大米。

另一个办法就是动手改造AP的天线，把AP原来的天线拆掉，换个专业的全向或定向天线，然后使用专用馈线连接到AP。

对于家用情况来说，这种改造方式又太麻烦，技术要求比较高，而且费用也很高。

那怎么办呢，今天就跟帅哥就教大家DIY一个几乎不需要成本的柱面WIFI定向天线。

需要准备的工具和材料如下:1、剪刀一把2、美工刀一把3、普通电工胶带若干4、空易拉罐一只(铁壳铝壳均可，可乐雪碧都可以)这几样工具都是一般家庭的常备工具，什么？你找不到易拉罐？FT，马上给我到楼下去买一罐雪碧上来，一口气喝完它！什么什么？找不到美工刀？你不是在开玩笑吧，。

真的没有？我踩踩踩。

*~**~*工具和材料备齐之后，我们开始吧。

首先把易拉罐清洗干净，把里面的水倒掉。

然后用美工刀沿着易拉罐接缝的地方慢慢切开，如图:然后用剪刀慢慢地沿着底边剪半个圆过去，另一头则剪另外半个圆，如图:剪好之后的罐子应该是这个样子的:用剪刀小心地将刚才切割的边缘部分修整到不会割手的程度。

把两个尖角都剪成圆角(防止刺到手)。

在罐子底部和顶部开两个孔，和你原来的AP天线比较一下，直径大小大约超过天线一点就可以了，套到AP天线上去试一下，应该可以自如地套进去，当然这个时候没办法固定，罐子因为孔比天线大，只能松松地靠在天线上。

:)OK，经过修整，现在成了这个样子: :)现在把电工胶带剪成一小段一小段的，贴在开好的孔的四周，可以多贴一些:将贴好的半个罐子套到原来的AP天线上试一下松紧程度，大约以能够套进天线而且保持一定的固定能力为准。

2.4GHz天线设计-仿真报告

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。

L1为馈线的长度，w1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=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。

24GHz微带阵列天线设计

• 194•24GHz微带阵列天线设计广东工贸职业技术学院浙江大学深圳研究院钟催林浙江大学深圳研究院李振林广东工贸职业技术学院曾洁琼【摘要】本文首先采用传输线法和腔模理论对矩形微带天线进行分析；针对设计指标详细讨论了各种因素对微带贴片天线性能的影响并完成了微带贴片天线阵元的设计方案。

最后成功制作了矩形微带天线和矩形微带天线阵元并将Ansoft HFSS的模拟结果与实测值进行比较得到了工程中厚基片天线制作的一些经验。

【关键词】阵列；天线；微带1.微带天线的设计微带天线的工作原理与设计：由于对于大多数工程应用来说，分析设计微带天线，一般利用简单的传输线模型和空腔模型。

因此本设计，可以先依据传输线模型和空腔模型给出的计算公式以及工程经验公式算出一个天线单元的基本参数。

一些相关的经验公式如下：(1)(2)(3)(4)式中L 为天线的长度，W 为天线的宽，c 为光在真空中的速度，εe 为天线基板的等效介电常数，εr 为基板介电常数。

依据上述公式得出天线单元的相关参数后，我们可以使用高频电磁数值仿真软件(本设计使用的是基于有限元法的HESS 软件)和微波电路设计软件（本设计采用基于矩量法的ADS 软件）对结果进行验证优化。

此设计中，介质基片我们选取的是Tconic RF-35，相对介电常数为3.5，基片厚度为0.5mm 。

由于采用小的介电常数可以减小谐振腔中储存的电磁能量，从而降低Q 值，展宽带宽。

另外，基片厚度太厚的话会激励起多的表面波模式，会降低需要方向的辐射，并且改变方向性。

所以一般毫米波段微带天线都会选取低介电常数的薄介质基片。

2.天线单元设计天线单元设计如图1所示。

天线单元采用微带馈电的方式，其中天线的宽W 和长L 可以根据前面所述的经验公式初步计算。

另外天线设计的输入阻抗也要合理，一般不能太大也不能太小：太大，为了阻抗匹配，馈电微带线的阻抗也要大，微带馈线的宽带就会过小，这会给加工精度带来困难；过小，馈电微带线宽度会较大，馈线引入的耗散将会加大，另外也不利于整个阵列的阻抗匹配。

cst微带贴片天线仿真实验报告

cst微带贴片天线仿真实验报告介绍本实验旨在通过CST（Computer Simulation Technology）软件进行微带贴片天线的仿真实验。

微带贴片天线作为一种常见的天线类型，在无线通信和雷达系统中得到广泛应用。

本实验将对微带贴片天线进行设计、仿真和性能分析，为实际应用提供指导。

设计与建模1. 设计要求微带贴片天线作为一种通用天线，其设计要求取决于具体的应用场景。

本实验中，我们将设计一个工作频率为2.4GHz的微带贴片天线，用于无线局域网（WLAN）应用。

设计要求如下：•频率范围：2.4GHz±100MHz•阻抗匹配：输入阻抗为50Ω•带宽：达到-10dB带宽为100MHz以上•工作模式：偏振方向为垂直（竖直）2. 设计步骤步骤一：确定尺寸根据设计要求，我们选择基板材料为FR4，其相对介电常数为4.4。

根据微带贴片天线的理论公式，我们可以计算出电磁波在介质中的传播速度，从而确定天线尺寸。

步骤二：确定基本参数根据设计要求，我们选择天线的工作频率为2.4GHz，那么根据传播速度和波长的关系，我们可以确定天线的波长，进而计算出天线的长度。

步骤三：确定天线结构在确定了天线的尺寸和基本参数后，我们需要选择一种合适的天线结构。

常见的微带贴片天线结构包括直缝贴片天线、T型贴片天线和L型贴片天线等。

根据实验要求，我们选择了直缝贴片天线。

步骤四：优化设计通过CST软件进行仿真实验，我们可以对天线进行优化设计。

在仿真实验中，我们可以调整天线的尺寸、形状和位置等因素，以达到更好的性能指标。

通过多次仿真和优化设计，我们可以找到最佳的天线参数。

3. 建模与仿真步骤一：建模在CST软件中，我们可以通过绘制几何结构来建模天线。

根据前面的设计步骤，我们可以绘制出直缝贴片天线的几何形状。

在建模过程中，需要注意几何结构的精度和尺寸的一致性，以确保仿真结果的准确性。

步骤二：设定边界条件和材料属性在进行仿真之前，我们需要设定边界条件和材料属性。

天线仿真实验报告

课程名称电磁场与电磁波学院通信工程年级 2010 级专业通信班姓名 X X X学号 X X X时间 X X X一、实验目的：1、熟悉HFSS软件设计天线的基本方法；2、利用HFSS软件仿真设计以了解天线的结构和工作原理；3、通过仿真设计掌握天线的基本参数：频率、方向图、增益等。

二、实验仪器：1、HFSS软件三、实验原理：1、天线是用金属导线、金属面或其他介质材料构成一定形状，架设在一定空间，将从发射机馈给的视频电能转换为向空间辐射的电磁波能，或者把空间传播的电磁波能转化为射频电能并输送到接收机的装置。

2、天线能把传输线上传播的导行波变换成在无界媒介中传播的电磁波，或者进行相反的变变换。

在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。

无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统，凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作。

此外，在用电磁波传送能量方面，非信号的能量辐射也需要天线。

一般天线都具有可逆性，即同一副天线既可用作发射天线，也可用作接收天线。

同一天线作为发射或接收的基本特性参数是相同的。

这就是天线的互易定理。

四、实验步骤：1、根据个人在班级的序号N ，设计一个工作频率为()[]GHz N f 102.020-⨯+=的41波长单极子天线，所用导线的直径为mm R 10=，长度为mm L 0的天线。

2、以频率上的长度0L 为基准，讨论当天线长度为()mm L 20±时，天线的谐振频率、带宽和方向图的变化。

3、在频率0f 上，讨论当天线直径0R 为mm 2和mm 3时，天线的谐振频率、带宽和方向图的变化。

4、结合工作生活实际，谈谈对天线的认识。

5、仿真图形如下：五、实验过程原始记录（数据、图表、计算等）：1、频率为2.44GHz，L=L0，R0=1mm①谐振频率：②三维方向图：③二维方向：2、频率为2.44GHz，L=（L0-2）mm，R0=1mm①谐振频率：②二维方向：3、频率为2.44GHz，L= (L0+2) mm，R0=1mm①谐振频率：②二维方向：4、频率为2.44GHz，L=L0，R0=2mm①谐振频率：②二维方向：六、实验结果及分析：由频率为2.44GHz，R0=1mm，L分别为L0、L0-2）mm、(L0+2) mm时的谐振频率曲线可以看出：①当天线长度小于初始长度L时，带宽的上下限截止频率都有所变大，但是带宽的大小无太大变化。

2.4 GHz 倒F天线设计

2.4 GHz Inverted F AntennaBy Audun AndersenKeywords• CC2400 • CC2420 • CC2430 • CC2431 • CC2500 • CC2510 • CC2511• CC2550 • CC2520 • CCZACC06 • PCB Antenna • 2.4 GHz• Inverted F Antenna1 IntroductionThis document describes a PCB antenna design that can be used with all 2.4 GHz transceivers and transmitters from Texas Instruments. Maximum gain is measured to be +3.3 dB and overall size requirements for this antenna are 25.7 x 7.5 mm. Thus, this is a compact, low cost and high performance antenna.Table of Contents KEYWORDS (1)1INTRODUCTION (1)2ABBREVIATIONS (2)3DESCRIPTION OF THE INVERTED F ANTENNA DESIGN (3)3.1I MPLEMENTATION OF THE I NVERTED F A NTENNA (3)4RESULTS (4)4.1R ADIATION P ATTERN (4)4.2R EFLECTION (11)4.3B ANDWIDTH (11)5CONCLUSION (12)6REFERENCES (13)7GENERAL INFORMATION (14)7.1D OCUMENT H ISTORY (14)2 AbbreviationsCCZACC06 Z-Accel ZigBee ProcessorEMModuleEvaluationAntennaFInvertedIFAMedicalScientific,ISMIndustrial,BoardCircuitPrintedPCB3 Description of the Inverted F Antenna DesignSince the impedance of the Inverted F Antenna is matched directly to 50 ohm no external matching components are needed.3.1 Implementation of the Inverted F AntennaIt is important to make an exact copy of the antenna dimensions to obtain optimum performance. The easiest approach to implement the antenna in a PCB CAD tool is to import the antenna layout from either a gerber or DXF file. Such files are included in CC2430DB reference design [1]. The gerber file is called “Inverted_F_Antenna.spl” and the DXF file is called “Inverted_F_Antenna.dxf”. If the antenna is implemented on a PCB that is wider than the antenna it is important to avoid placing components or having a ground plane close to the end points of the antenna. If the CAD tool being used doesn’t support import of gerber or DXF files, Figure 1 and Table 1 can be used.Figure 1. IFA DimensionsH1 5.70 mm W2 0.46 mmH2 0.74 mm L1 25.58 mmH3 1.29 mm L2 16.40 mmH4 2.21 mm L3 2.18 mmH5 0.66 mm L4 4.80 mmH6 1.21 mm L5 1.00 mmH7 0.80 mm L6 1.00 mmH8 1.80 mm L7 3.20 mmH9 0.61 mm L8 0.45 mmmmW1 1.21Table 1. IFA DimensionsSince there is no ground plane beneath the antenna, PCB thickness will have little effect on the performance. The results presented in this design note are based on an antenna implemented on a PCB with 1 mm thickness.4 ResultsAll results presented in this chapter are based on measurements performed with CC2430DB [1].Pattern4.1 RadiationFigure 2 shows how to relate all the radiation patterns to the orientation of the antenna. The radiation patterns were measured with CC2430 programmed to 0 dBm output power.XZ planeFigure 2. How to Relate the Antenna to the Radiation PatternsFigure 3. XY Plane Vertical PolarizationFigure 4. XY Plane Horizontal PolarizationFigure 5. XZ Plane Vertical PolarizationFigure 6. XZ Plane Horizontal PolarizationFigure 7. YZ Plane Vertical PolarizationFigure 8. YZ Plane Horizontal Polarization4.2 ReflectionFigure 9. Measured Reflection at the Feed Point of the AntennaFigure 9 show that the IFA ensures less than 10 % reflection of the available power for a bandwidth of more than 300 MHz. A large bandwidth makes the antenna less sensitive to detuning due to plastic encapsulation or other objects in the vicinity of the antenna.4.3 BandwidthAnother way of measuring the bandwidth after the antenna is implemented on a PCB and connected to a transmitter is to write test software that steps a carrier across the frequency band of interest. By using the “Max hold” function on a spectrum analyzer the variation in output power across frequency can easily be measured. Figure 10 shows how the output power varies on the IFA when the PCB is horizontally oriented and the receiving antenna has horizontal polarization. This measurement was not performed in an anechoic chamber thus the graph shows only the relative variation for the given frequency band.Figure 10. Bandwidth of IFA5 ConclusionThe PCB antenna presented in this document performs well for all frequencies in the 2.4 GHz ISM band. Except for two narrow dips, the antenna has an omni directional radiation pattern in the plane of the PCB. These properties will ensure stable performance regardless of operating frequency and positioning of the antenna. Table 2 lists the most important properties for the inverted F antenna.Gain in XY Plane 1.1 dBGain in XZ Plane 3.3 dBGain in YZ Plane 1.6 dBReflection < -15 dBAntenna Size 25.7 x 7.5 mmTable 2. Summery of the Properties of the IFA6 References[1] CC2430DB Reference Design (swrr034.zip)7 GeneralInformationHistory7.1 DocumentRevision Date Description/ChangesSWRU120A 2008-02-28 Added reference to CCZACC06 and CC2520release.SWRU120 2007-04-16InitialIMPORTANT NOTICETexas Instruments Incorporated and its subsidiaries(TI)reserve the right to make corrections,modifications,enhancements,improvements, and other changes to its products and services at any time and to discontinue any product or service without notice.Customers should obtain the latest relevant information before placing orders and should verify that such information is current and complete.All products are sold subject to TI’s terms and conditions of sale supplied at the time of order acknowledgment.TI warrants performance of its hardware products to the specifications applicable at the time of sale in accordance with TI’s standard warranty.Testing and other quality control techniques are used to the extent TI deems necessary to support this warranty.Except where mandated by government requirements,testing of all parameters of each product is not necessarily performed.TI assumes no liability for applications assistance or customer product design.Customers are responsible for their products and applications using TI components.To minimize the risks associated with customer products and applications,customers should provide adequate design and operating safeguards.TI does not warrant or represent that any license,either express or implied,is granted under any TI patent right,copyright,mask work right, or other TI intellectual property right relating to any combination,machine,or process in which TI products or services are rmation published by TI regarding third-party products or services does not constitute a license from TI to use such products or services or a warranty or endorsement e of such information may require a license from a third party under the patents or other intellectual property of the third party,or a license from TI under the patents or other intellectual property of TI.Reproduction of TI information in TI data books or data sheets is permissible only if reproduction is without alteration and is accompanied by all associated warranties,conditions,limitations,and notices.Reproduction of this information with alteration is an unfair and deceptive business practice.TI is not responsible or liable for such altered rmation of third parties may be subject to additional restrictions.Resale of TI products or services with statements different from or beyond the parameters stated by TI for that product or service voids all express and any implied warranties for the associated TI product or service and is an unfair and deceptive business practice.TI is not responsible or liable for any such statements.TI products are not authorized for use in safety-critical applications(such as life support)where a failure of the TI product would reasonably be expected to cause severe personal injury or death,unless officers of the parties have executed an agreement specifically governing such use.Buyers represent that they have all necessary expertise in the safety and regulatory ramifications of their applications,and acknowledge and agree that they are solely responsible for all legal,regulatory and safety-related requirements concerning their products and any use of TI products in such safety-critical applications,notwithstanding any applications-related information or support that may be provided by TI.Further,Buyers must fully indemnify TI and its representatives against any damages arising out of the use of TI products in such safety-critical applications.TI products are neither designed nor intended for use in military/aerospace applications or environments unless the TI products are specifically designated by TI as military-grade or"enhanced plastic."Only products designated by TI as military-grade meet military specifications.Buyers acknowledge and agree that any such use of TI products which TI has not designated as military-grade is solely at the Buyer's risk,and that they are solely responsible for compliance with all legal and regulatory requirements in connection with such use. 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24GHz微带阵列天线设计与实现

24 GHz 微带阵列天线设计与实现
孙元 1 ，胡欣 2 ，廖鹏 1 ，王昌 1 ，孙梧雨
1
(1. 西南科技大学国防； 2. 四川大学电子信息学院，四川成都 610065 )
摘
要：根据矩形贴片的腔膜理论，以 Rogers(5880) 作为介质基板材料，设计了中心频点在
Design and implementation of 24 GHz microstrip antenna array
SUN Yuan 1 ，HU Xin 2 ，LIAO Peng 1 ，WANG Chang 1 ，SUN Wuyu 1
(1.School of National Defense Science and Technology， Southwest University of Science and Technology，Mianyang Sichuan 621010， China； 2.School of Electronic Information， Sichuan University， Chengdu Sichuan 610065， China)
24 GHz 的贴片结构，用数值仿真方法进行了研究；按照阻抗匹配和天线增益要求，借助 Matlab 和 ADS 软件，设计了功分网络；最后采用 HFSS 软件对 6 × 14 微带阵列天线进行了系统仿真，计算了该天线阵的增益、带宽、电压驻波比、方向图等参数，并在中物院 5 所微波暗室平台进行测试，各参数都达到要求。关键词：微带天线；功率分配；相控阵技术中图分类号： TN821 + .8 文献标识码： A doi ： 10.11805/TKYDA201704.0640

用于24GHz射频识别的硅基集成小环天线的仿真与设计

Rr =
π × ( 4 ×10 ) 320 Ω . 04m 8 9 4 = 2 ( 3 ×10 / 2. 4 ×10 )
4D = σW T
-3
4
-6
2
损耗电阻
图 1 硅基天线剖面图
Rl =
考虑到标签内部电路的布局问题 , 集成天线被设计成图 2 ( a ) 和图 2 ( b ) 所示的方环形结构 , 图中 D 表示环形天线的外径 , W 表示环形天线的线宽 , S 为小环的圈数 N 大于 1 时相邻导线之间的间距。图 2 ( b )为一个环绕圈数 N = 2 的小环天线。关于环形天线的辐射特性 , 有如下的结论可以 [8] 利用 :
4 ×2 ×10 Ω . 49 7 -6 -6 = 5 3. 54 ×10 ×20 ×10 ×2. 06 ×10
这里在忽略介质损耗仅考虑金属损耗的情况下 , 天线效率仍然很低 ,仅为 η =
Rr Rr 2. 04mΩ ≈ = Ω Rr + Rl Rl 5. 49
= 0. 037 % = - 34. 3dB 。进一步假设天线和后端电
用于 2. 4GHz射频识别的硅基集成小环天线的仿真与设计
3
王振华张春李永明王志华
(清华大学深圳研究生院集成电路实验室 ,深圳 518055 )
摘要: 以应用于 2. 4GHz频段的射频识别标签为背景 , 对硅基集成小环天线的阻抗特性和辐射特性进行了理论计算和仿真 ,并以仿真结果为依据 ,设计了一个用于 2. 4GHz频段射频识别标签的硅基集成天线。文中同时给出了天线设计时的一些调节和优化方法。测试结果表明 ,利用 1. 8mm × 1. 8mm 的硅基集成天线 ,在等效发射功率为 μA 负载电流。 25dBm 时 ,通过整流电路可以输出 1. 2V 电压、 15 关键词 : 硅基集成天线 ,射频识别 ,低压低功耗

24G波段高增益天线的设计

24G波段高增益天线的设计设计一个24G波段高增益天线需要考虑以下几个方面：天线类型的选择、设计参数的确定、辐射方向性的优化和性能评估。

下面将逐步介绍。

首先，天线类型的选择。

对于该频段的应用，一种常用的选择是微带天线。

微带天线可以通过改变贴片的几何形状和尺寸，来调节其频带宽度、增益和方向性。

此外，这种天线具有体积小、重量轻、安装方便等优点。

其次，确定设计参数。

在设计阶段，首先需要确定天线的工作频率，24G波段的频率范围大约为24.0-24.25GHz。

然后，基于所选的天线类型，确定贴片的几何形状和尺寸。

通常使用的贴片形状包括矩形、圆形、椭圆形等，可以通过仿真软件进行优化选择。

另外，天线的基底材料和介电常数也需要确定，这将直接影响到天线的性能。

接下来，需要优化辐射方向性。

为了实现高增益，可以采用各种方法来优化天线的辐射方向性。

例如，通过增加天线边缘的衬底宽度、调整贴片的长度和宽度，或者添加分支耦合器等。

这些方法可以提高天线的辐射效率和增益。

最后，进行性能评估。

一旦完成了天线的设计和优化，就需要对其进行性能评估。

可以使用专业的仿真软件对天线进行三维电磁仿真，分析其辐射模式、增益、带宽等指标。

此外，还可以进行实际的测量和测试，以验证仿真结果的准确性。

综上所述，设计一款24G波段高增益天线需要考虑天线类型的选择、确定设计参数、优化辐射方向性和进行性能评估。

通过科学合理地设计和优化，可以实现高增益、高效率的天线性能，满足特定应用的需求。

2.4GHz天线设计-仿真报告

2.4GHz天线设计-仿真报告简介天线设计是通信系统中非常重要的组成部分，对系统性能有着重要的影响。

本文将介绍2.4GHz频段的天线设计及其仿真报告。

在这个频段，许多通信系统都采用这个频段进行通信，因此这个频段的天线设计十分必要。

设计简介本文的天线设计采用费率斯特结构，该结构由一根不对称的金属元件组成，其中一个角被钳住，可将它固定在电路板上。

该结构因为其简单而且设计易于制造，在芯片级系统中使用非常广泛。

设计参数参数值工作频率 2.4GHz阻抗50Ω天线长度31.3mm天线结构为了使我们的天线尽可能高效，我们需要优化其结构。

在本文设计的天线中，将金属元件下方的地平面延长，以提高阻抗匹配性和辐射特性。

结构图及尺寸天线的结构图如下所示：_______________________| || L || | |_______|__________|_________ || || _______ ||___________| |____________其中，L表示金属元件的长度，为31.3mm，另外每个部分的尺寸比例应根据实际应用进行调整。

仿真简介通过使用如ADS等仿真工具，可以对设计的天线进行仿真，以此来验证其性能。

设计环境本文中使用的仿真工具为ADS 2016.01，仿真环境为2.4GHz频段。

仿真结果可以通过仿真结果来验证设计的天线是否优秀。

下面是本文天线设计的仿真结果：s11参数s11参数描述天线的阻抗匹配性能。

通常情况下，我们希望s11参数越小越好。

如下图所示，我们的设计中s11参数在2.4GHz处约为-16dB，阻抗匹配性能良好。

######################### ## s11 parameter ## #########################单极化辐射特性本文的仿真结果中，天线展现出明显的指向性，如下图所示：######################### ## radiation pattern ## #########################效率天线的效率是指其输入功率有多少被辐射出来，是衡量天线性能的重要参数。

24GHz汽车毫米波雷达实验报告

24GHz汽车毫米波雷达实验报告是德科技射频应用工程师王创业1. 前言汽车毫米波雷达越来越多的被应用在汽车上面，主要作为近距离和远距离探测，起到防撞、辅助变道、盲点检测等作用。

随着器件工艺和微波技术的发展，毫米波雷达产品越来越小。

俗话说：“麻雀虽小，五脏俱全”，同样汽车毫米波雷达作为典型的雷达产品，也包含收发天线、发射部分、接收部分、DSP部分。

典型原理框图如图1所示。

汽车毫米波雷达的性能指标主要体现在测速精度、定位精度、距离分辨率、多目标识别等方面，要实现这些性能和功能，首先要做好整体系统的设计和仿真，其次对于各功能部分的性能指标要严格把控测试，最后要在实际现场环境完成测试考核。

汽车毫米波雷达体制上面主要有线性调频连续波FMCW体制雷达、频移键控FSK体制雷达、步进调频连续SFCW体制雷达。

不同体制雷达在产品实现复杂程度和应用上都是有区别的。

FMCW体制雷达可以同时探测到运动目标和静止目标，但是不可以同时探测多个运动目标。

电路需要比较大的带宽。

FSK体制雷达，可以同时探测并且正确区分开来多个运动目标，但是不可以正确测量静止目标。

电路带宽比窄，系统响应捕获比较慢，成本比FMCW体制要低很多。

SFCW体制雷达，可以同时探测多个静止和运动的目标，并且将各个目标正确区分开来。

SFCW体制雷达具有更为复杂的调制波形，信号处理也更为复杂，产品实现成本高。

2.实验目的在汽车毫米波雷达系统研制过程中，经常会碰到各式各样的问题，譬如系统波形的选择和设计、系统链路的设计、信号处理算法的选择、微波电路的设计调试、天线的设计。

主要的问题主要体现在系统方案、处理算法模拟、微波电路指标调试及对系统性能的影响上。

典型的例子，在FMCW雷达系统，雷达探测距离分辨率不仅与信号的调制带宽有关，还与FMCW调制的线性度有关。

利用是德科技平台化解决方案，即软件+硬件+工程师，可以很容易的实现雷达系统设计仿真、处理算法验证、微波电路设计测试、天线设计测试。

自制24G全向天线

自制2.4G全向天线的制作方法本文介绍一个容易制作的802.11b/g垂直极化全向天线，该天线非常坚固耐用，大约有5-6dBi的增益。

很多网站都有制作2.4GHz全向天线的详细说明，但是，这些天线做起来相当复杂，要用很多切割非常精确的小段同轴电缆。

同时你还必须知道所使用的同轴电缆的数据，因为大部分尺寸要以此为依据。

有些改进的同轴电缆全向天线是用黄铜棒和黄铜管制造的，但是它同样需要高精度的工艺。

不久前，做了一个8单元的同轴电缆天线。

经测试有将近8dBi增益。

制作花了N多个小时，但是机械强度却不很理想。

于是我就给同轴电缆天线缠上加固木条，并把它装进25mm的电线导管。

当一个朋友告诉我，有人把一段铜线弯曲成一个简单的天线，就有6dBi的增益，我的好奇心被激发起来了。

这个天线有一些超越同轴电缆天线的优点，降低了制作难度，天线更小、更坚固。

虽然6dBi的增益小于8单元的同轴电缆天线，但是可以通过增加元件的数量来改进。

每两个单元可以增加3dBi的增益。

所需器件：需要的原料.. 大约300mm长，截面2.5平方毫米的铜线.. N型母接头.. 长250mm ，外径20mm的轻型电线导管.. 2 个适用于20mm电线导管的端盖当然，装配天线还需要：.. 2 个适用于20mm 电线导管的夹具或者：.. 金属支架我用的是一段截面2.5平方毫米的废旧铜线。

这种铜线的直径大约是1.6mm，不需要借助任何特殊工具就能弯曲到需要的形状。

还需要用N型母接头把天线和无线装置连接起来。

也可以用其它接头(比如：TNC,SMA等等)，这取决于你的连接线端的接头。

我用的是下面的这种设计：一段铜线，在特定位置弯出一些圆环，就组成了天线。

各部分的尺寸是非常重要的，参考下面这张图底部是1/2波长，中间部分是3/4波长，顶部要稍微小于3/4波长，以便减少电容的影响。

802.11b 标准使用2.412MHz 到2.484MHz 频率范围，其中心频率的1/2波长是61mm，3/4波长是91.5mm。