实验五 微带缝隙天线仿真
实验8-微带缝隙天线设计
实验八：9.2微带缝隙天线设计
（自我认为仿真的最好的一个）
一、设计要求
设计一个微带缝隙天线，工作频率为3.75 GHz，采用内部端口馈电，开放边界条件(即基板处于空气中)。
基板的介电常数为2.33，厚度为30 mil，金属导带厚度为0.7 mil.
要求:建立天线的电磁结构模型，设计匹配网络使天线取得最大辐射功率。
对天线进行电磁仿真分析，观察电流及电场的分布情况。
记录微带天线的模型图、匹配电路图，以及名项电磁分析结果。
二、实验仪器
硬件：PC
软件：AWR软件
三、设计步骤
1、绘制缝隙天线
2、添加匹配结构
3、查看网格剖分
4、查看电流、电场分布
四、数据记录及分析
设置mil单位需要把Metric units去掉勾选！
1、绘制缝隙天线
测量天线反射特性：
在圆图中，S11参数距圆图中心很远，在矩形图中S11参数不到-10db，说明反射特性很差，还需要对天线进行匹配，使其能有最大辐射功率。
2、添加匹配结构
然后进行匹配调节：
这部分我觉得是这个实验我做的最后的一个部分！
进行匹配后，圆图S11在3.75Ghz时，非常接近圆心，x=-1.354×10^-5；在矩形图频率为3.75Ghz时，S11参数为-88.44dB。
3、查看网格剖分
4、查看电流、电场分布电流分布：
电场分布：。
缝隙天线与微带天线演示文稿
谐振式缝隙阵（Resonant Slot Arrays
）
波导上所有缝隙都得到同相激励。 最大辐射方向与天线轴垂直，为边射阵
。
波导终端通常采用短路活塞。
下面介绍常见的谐振式缝隙阵
第13页，共54页。
开在宽壁上的横向谐振缝隙阵
为保证各缝隙同相，相邻缝隙的间距应取为λg。由于波导波长λg大于自由空间波长，
电阻Rr,e的关P系r,e 为 12
I
e m
2
Rr ,e
推导出理想缝隙天线的辐射电阻与其互补的电对称振子
的辐射电阻之间关系式：
Rr,mRr,e (60 )2
因此，理想半波缝隙天线的辐射电阻为
Rr ,m
(60 )2
73.1
500
理想半波缝隙天线的辐射电导 Gr,m≈0.002S
第10页，共54页。
理想缝隙天线 输入电阻
输线，其终端（a边）处因为呈现开路， 将形成电压波腹。一般取 b m / 2 ，m为 微带线上波长。于是另一端（a边）处也 呈电压波腹。
第27页，共54页。
微带天线工作原理—辐射机理
电场可近似表达为（设沿贴片宽度和基
片厚度方向电场无变化）
Ez E0 cos(x / b)
天线的辐射由贴片四周与接地板间的窄
第39页，共54页。
矩形贴片天线的传输线模型
除辐射电导外，开路端缝隙的等效导纳
还有一电容部分。它由边缘效应引起，
其电纳可用延伸长度Δl来表示：
Bs Yc tan(l)
哈默斯塔德给出Δl的经验公式如下：
l 0.412h
e 0.3
w 0.264 h
e 0.258 w 0.8
h
微带天线设计与仿真ADS
如有你有帮助，请购买下载，谢谢！
微波电路与系统仿真实验报告（第三次）
一、实验名称：微带天线设计与仿真
二、实验技术指标：
1.频率：3GHz附近
2.陶瓷基片：介电常数εr＝9.8 厚度h＝1.27mm
3.输入阻抗：50Ω
三、报告日期：2011年10 月13 日
四、报告页数：共5 页
五、报告内容：
1.电路原理图（原理图应标明变量名称的含义，可用文字表述或画图说明）
2.电路图（利用ADS创建的电路图，可用屏幕截图）
这是微带天线未匹配的结构图：
这是输入匹配电路的原理图：
3.仿真结果（可用图形或数据显示）
这是未加入匹配电路的仿真结果：
4.布局图
这是加入匹配电路之后的布局图：
5.优化方法和优化目标（可用屏幕截图）
6.优化之后的电路图和仿真结果
优化之后的仿真结果之一：S11
方向图：
增益与方向性系数以及效率：
六、仿真结果分析
可以看出，微带天线的设计主要是参数的调节和匹配网络的优化，较小的反射系数可以使天线的效率更高，增益更大。
微带天线在半空间具有较好的全向性，但是增益低。
签名：赵翔
日期：2010年10月13日
1页。
电磁带隙结构加载的微带天线仿真设计
电磁带隙结构加载的微带天线仿真设计作者：孙斌熊海亮来源：《电子技术与软件工程》2017年第12期摘要本文研究一种电磁带隙结构微带天线。
分析电磁带隙结构的带隙特性，设计一个电磁带隙结构加载的微带天线，并进行仿真实验。
仿真结果表明，将EBG 结构置于微带天线阵的底部作为微带天线阵列的金属反射板，有效地抑制天线表面波的传播，降低微带贴片天线后瓣，提高天线增益。
【关键词】电磁带隙微带天线后瓣1 引言随着光子晶体概念在电磁领域的发展，电磁带隙EBG（ ElectromagneticBandGap）结构的特性研究在国内外得到广泛的关注近年来，电磁带隙结构在微波电路和微带天线方面得到越来越多的应用。
电磁带隙结构微带贴片天线利用EBG 结构的禁带特性抑制表面波，增加天线辐射到空的电磁波能量，从而改善天线的辐射性能。
资料显示，目前关于电磁带隙微带天线的研究有介质基板钻孔型、接地面腐蚀型、高阻抗表面型、紧凑结构型、夹层结构型等，都在一定程度上改善了天线的性能。
本文研究电磁带隙结构应用于微带贴片天线代替反射板，它能很好地抑制表面波效应，从而降低天线背向辐射，提高天线增益。
通过数值仿真可见其良好的效果。
2 天线仿真设计2.1 电磁带隙结构电磁带隙结构是指对特定频段内的电磁波产生阻带特性的一种周期结构。
理论上，在这种结构中电磁波不能传播，而当电磁波照射到这种结构时会被全部反射，但反射波与入射波相位相同，不会产生互相抵消的现象。
因此将这种结构用于微带天线时，天线的辐射性能可以得到改善。
本文采用的EBG 结构为Sievenpiper 提出的Mushroom 结构，它是由一组金属贴片在介质基板上排列得到的，金属贴片通过每个贴片中心的垂直导电孔与介质基板下面的金属板地面相连，其结构示意图如图1 所示。
这种结构可由并联LC 等效电路模型等效，由估算的等效电容和电感可得到EBG 结构的谐振频率，单元等效参数为：其谐振频率。
式中p 为贴片单元周期长度，w为方形贴片单元长度，w为贴片单元间隔，t 为介质板厚度，为介质板相对介电常数，μ为等效介电常数。
【现代】微带天线仿真设计5汇总
【关键字】现代太原理工大学现代科技学院微波技术与天线课程设计设计题目：微带天线仿真设计（5）专业班级学号姓名指导老师专业班级学号姓名成绩设计题目：微带天线仿真设计（5）一、设计目的：通过仿真了解微带天线设计二、设计原理：1、微带天线的结构微带天线是由一块厚度远小于波长的介质板（成为介质基片）和（用印刷电路或微波集成技术）覆盖在他的两面上的金属片构成的，其中完全覆盖介质板一片称为接触板，而尺寸可以和波长想比拟的另一片称为辐射元。
微带天线的馈电方式分为两种，如图所示。
一种是侧面馈电，也就是馈电网络与辐射元刻制在同一表面；另一种是底馈，就是以同轴线的外导体直接与接地板相连，内导体穿过接地板和介质基片与辐射元相接。
微带天线的馈电（a）侧馈（b）底馈2、微带天线的辐射原理用传输线模分析法介绍矩形微带天线的辐射原理。
矩形贴片天线如图：设辐射元的长为L，宽为ω，介质基片的厚度为h。
现将辐射元、介质基片和接地板视为一段长为L 的微带传输线，在传输线的两端断开形成开路，根据微带传输线的理论，由于基片厚度h<<λ，场沿h方向均匀分布。
在最简单的情况下，场沿宽度ω方向也没有变化，而仅在长度方向（L≈λ/2)有变化。
在开路两端的电场均可以分解为相对于接地板的笔直分量和水平分量，两笔直分量方向相反，水平分量方向相同，因而在笔直于接地板的方向，两水平分量电场所产生的远区场同向叠加，而两笔直分量所产生的场反相相消。
因此，两开路端的水平分量可以等效为无限大平面上同相激励的两个缝隙，缝的电场方向与长边笔直，并沿长边ω均匀分布。
缝的宽度△L≈h，长度为ω，两缝间距为L≈λ/2。
这就是说，微带天线的辐射可以等效为有两个缝隙所组成的二元阵列。
经过查阅资料，可以知道微带天线的波瓣较宽，方向系数较低，这正是微带天线的缺点，除此之外，微带天线的缺点还有频带窄、损耗大、交叉极化大、单个微带天线的功率容量小等.在这个课设中，借助EDA仿真软件Ansoft HFSS进行设计和仿真。
射频电路专题实验 实验五 微带天线设计
Pr：被测天线距离R处所接收到的功率密度,单位为W/m2; Pi：为全向性天线距离R处所接收到的功率密度, 单位为W /m2
(3) 天线增益G定义为
Pr G Pi
相同输入功率
Pr：被测天线距离R处所接收到的功率密度,单位为W/m2; Pi：为全向性天线距离R处所接收到的功率密度, 单位为W /m2
实验五 微带天线设计、仿 真、制作与测试
一、天线的基本知识
1.1 天线的概念
天线：向空间发射或从空间接收电磁波的装置 天线功能: （1）能量转换功能:进行导 行波(或高频电流)和自由空 间波之间的能量转换; （2）定向作用:向空间发射 或从空间接收电磁波具有一 定的方向性。对于发射天线， 是指将电磁波能量向一定方 向集中辐射; 对于接收天线， 是只接收特定方向来的电磁 波.
2013-8-19
MW & Opti. Commu. Lab, XJTU
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2013-8-19
MW & Opti. Commu. Lab, XJTU
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• 类似上一步，完成天线阻抗变换传输线和50ohm传输线贴片。
(-33.4,39.5) (0,39.5) (-52.51,20.905) (-57.51,20.905) w2=2.31mm (-52.51,19.95) w1=0.40mm (-33.4,19.95) W=39.5mm (-33.4,19.55) (-57.51,18.595) (-52.51,18.595) l1=19.11mm (-52.51,19.55) (-33.4,05) L=33.4mm (0,0)
(-33.4,39.5) (0,39.5) (-52.9,20.845) (-57.9,20.845) w2=2.19mm (-52.9,19.895) w1=0.29mm (-33.4,19.895) W=39.5mm (-33.4,19.605) (-57.9,18.655) (-52.9,18.655) l1=19.5mm (-52.9,19.605) (-33.4,05) L=33.4mm (0,0)
实验五 微带天线设计
四．ADS 仿真步骤： 1.新建一个工程，并命名 Patch,长度单位为 mm (1)打开新的 Degisn，命名为 patch_antenna
或者在工程开始界面中选 New Layout 快捷按钮
选择当前的 Layout 层位 cond 层
(2)创建贴片模型
单击工具栏中的矩形工具
（4）添加端口 执行菜单命令【Insert】 【Port 】 执行菜单命令【Momentum】 【Port Edit】,选择端口 1，设置端口参数
（5）S 参数仿真 执行菜单命令【Momentum】 【Simulation】 【S-Parameters】，参数设置 完成后，单击“Update”按钮，然后单击“Simulate”按钮，开始仿真
1 2
r
1 r
11
10
h
1 /
2
w
缝隙两端间有一辐射电导 Gs：
1
90
W 0
2
2
Gs
1 120
W 0
1 60
2
1 120
W 0
2
(w 0.350 ) (0.350 w 20 ) (w 20 )
开路端缝隙的等效导纳还有一电容部分。可用延伸长度Δl 来表示：哈默斯塔德
给出Δl 的经验公式如下：
r
归一化方向性因子 F ( ,) f ( ,) fmax
（2）E 面和 H 面方向图 工程上常采用通过最大辐射方向的两个正交平面上的剖面图来描述天线的方
向图。这两个相互正交的平面称之为主面，对于线极化天线来说通常取为 E 面 和 H 面。
E 面：指通过天线最大辐射方向并平行于电场矢量的平面。 H 面：指通过天线最大辐射方向并平行于磁场矢量的平面。 （3）主瓣宽度 方向图主瓣上两个半功率点之间的夹角，记为 2θ0.5。又称为半功率波束宽 度或 3dB 波束宽度。一般情况下，天线的 E 面和 H 面方向图的主瓣宽度不等， 可分别记为 2θ0.5E 和 2θ0.5H。可以描述天线波束在空间的覆盖范围，主瓣瓣 宽越窄，则方向性越好，抗干扰能力越强。
基于ADS的微带缝隙天线的仿真设计
课程设计说明书题目：基于ADS的微带缝隙天线的仿真设计学院（系）：年级专业：学号：学生姓名：指导教师：教师职称：基于ADS的微带缝隙天线的仿真设计摘要：通信系统的发展带来了天线行业的勃勃生机，在众多的天线类型中微带天线已成为当前研究的前沿之一，具有广阔的前景与实用意义。
特别是微带缝隙天线，以其重量轻、剖面薄、平面结构且易与载体共形，馈电网络可与天线结构一起制成等优点已经引起天线工作者的广泛关注。
本文就设计一个中心频率工作为880MHz，相对带宽为B=5％，介质板厚度h=1.6mm，损耗角正切tanδ=0.0018，介电常数为Er=2.3的微带缝隙天线展开研究以及仿真和优化。
关键词：ADS；微带缝隙天线；仿真设计；Design of microstrip slot antenna based on ADSsimulationAbstract: Communication system development has brought the antenna the vitality of the industry, in many types of antenna microstrip antenna has become one of the forefront of current research, has broad prospects and practical significance. Microstrip slot antenna, in particular, with its light weight, thin section, flat structure and easy with conformal carrier, feeding the advantages of network can be made with the antenna structure has caused extensive concern of antenna workers. In this paper, the design of a work center frequency is 880 MHZ, relative bandwidth is B = 5%, medium plate thickness h = 1.6 mm, loss tangent tan delta = 0.0018, the dielectric constant of Er = 2.3 microstrip slot antenna study and simulation and optimization.Key words: ADS; Microstrip slot antenna. The simulation design;学习目的1. 学习射频电路的理论知识；2. 掌握ADS并可以设计微带天线；3. 通过ADS设计中心频率为880MHZ，相对带宽为B=5%的微带缝隙天线；学习器件ADS(Advanced Design system)软件ADS软件介绍ADS全称Advanced Design system，是Agilent公司2008年推出新版本的EDA软件。
电磁带隙结构加载的微带天线仿真设计
本 文采用 的 Ｅ Ｂ Ｇ 结构为 Ｓ ｉ ｅ ｖ ｅ ｎ ｐ ｉ ｐ ｅ ｒ 提 出 的 Ｍｕ ｓ ｈ ｒ ｏ ｏ ｍ 结 构 ， 它 是 由一 组 金属 贴 片 在 介 质基 板 上排 列 得 刮 的 ，金 属 贴 片 通 过 每 个 贴 片 中 心 的 垂 直 导 电孔 与 介 质 基 板 卜面 的金 属 板
２ 天 线 仿 真 设 计
２ ． １电 磁 带 隙结 构 电磁 带 隙 结 构 是指 对 特 定 频 段 内 的 电 磁
波产生阻带特代 的 一 种 周 期结 构 。 理 论 上 ， 在 这 种 结 构 中 电磁 波 ／ ｆ ｉ 能 传 播 ，而 ’ 电磁 波 照 射
到 这 种 结 构 时 会 被 全部 反 射 ，们 反 射 波 与入 射 波 相 位 相 同 ， 不 会， 生 相 抵 消 的 现 象 。 冈 此 将 这 种 结 构 用 于 微 带 天线 时 ， 天线 的辐 射 性 能
益。
Ｃ
圈
一
【 关键词 】电磁 带隙 微 带天线 后 瓣
ｆ
… ｝
１ 引 言
随 着 光 子 晶 体 概 念 在 电磁 领 域 的 发 展 ，
Ｅ ＝ Ｉ 甄
图１ ：Ｅ Ｂ Ｇ 结 构 示意 图及 等 效 电路
其 谐 振 频 率 。 式 中 Ｐ 为 贴 片 元 周 期 长 度 ，Ｗ 为方 形 贴 片 儿 瞍 ，Ｗ 为 Ⅲ Ｉ ｆ ｉ 片 单 元 间
可 见其 良好 的 效 果 。
图２ ：加载 Ｅ Ｂ Ｇ结构的微 带天线 阵
加钱 Ｅ Ｂ Ｇ 结 构 的 微 带 天 线 阵 如 图 ２所 ， Ｊ 。加 载 Ｅ Ｂ Ｇ 结 构 的 微 带 天 线 阵 包 含 两 个 部 分 ，上 层 天线 介顺 丛 片 未 矩 形 微 带 贴 片 天 线 ， 微 带 天线 阵 为 ２ ｘ ２阵 列 ， 采 用 介 质 板 厚 度 为 ２ ｍｍ， 相 对 介 电 常 数 为 ６ ， ４个微 带 贴 片 天 线 采 用侧 馈形 式通 过功 分 器合成 输 ｆ ｉ ＿ ｛ ， 合 成 输 …端 采 用 同 轴 馈 电 形 式 （ 背 馈 ） 。 Ｆ部 分 为 Ｅ Ｂ Ｇ结 构，位 １ 底 部 作 为 天 线 阵 反 射 板 ， 同 时 底 部 开 孔 便 背 馈 同轴 连 接 器 连 接 。 通 过 仿 真 优 化 计 算 ，得 到 加 载 Ｅ Ｂ Ｇ 结 构 的 微 带 天 线 阵 方 向 阁 ，结 果 如 ｌ 刳 ３所 示 。 通过 与普通 天线 阵对 比发 现，加载 Ｅ Ｂ Ｇ 结 构 后 ， 要 对 Ｅ嘶 的旁 瓣 和 后 瓣抑 制 效 果非 常 明 显 ，Ｅ 面 方 向 旁瓣 及 后 瓣 减 小 ４ ｄ Ｂ， 同 时 天 线 阵 前 向增 益 增 加 ０ ． ５ ｄ Ｂ。仿 真 显 示 加 载 Ｅ Ｂ Ｇ 结构 能有 效抑制 天线阵 的表 Ｉ ｌ Ｉ ＿ 『 波 ， 降低 天 线 旁 瓣 及 后 瓣 ， 提 高 天 线 阵 的 增 益。 图３ ：Ｅ Ｂ Ｇ天线 阵 仿 真 方 向 图
基于_HFSS_缝隙耦合贴片天线的仿真设计_报告
基于 HFSS 缝隙耦合贴片天线的仿真设计实验目的：运用HFSS的仿真能力对矩形微带天线进行仿真实验容：矩形微带天线仿真：工作频率6.45GHz天线结构尺寸如表所示：名称起点尺寸类型材料Sub_UP -80,-50,-3 140,100,3 Box Dupont Type 100(tm) Sub_Down -80,-50,0 140,100,5 Box Duroid(th) Patch -50,-15,5 40,30,0 RectangleMSLine -80,-2.5,-3 70,5,0 RectanglePort -80,-2.5,-3 5,3,0 RectangleAir -100，-80，-20 200，160，60 Box VacumnSlot -31,-7,0 2,14,0 RectangleGND -80,-50,0 140,100,0 Rectangle一、新建文件、重命名、保存、环境设置。
（1）、菜单栏File>>save as,输入2011210841，点击保存。
插入模型设计重命名 ------ 输入2011210841（2）. 设置激励终端求解方式：菜单栏HFSS>Solution type>Driven Termin ，点击OK。
（3）、设置模型单位：Modeler>Units选择mm ，点击OK。
（4）、菜单栏Tools>>Options>>Modeler Options,勾选”Edit properties of new pri”, 点击OK。
二、建立微带天线模型(1)创建Sub_Down,点击 ,起始点：x:-80，y:-50，z:-3，dx:140,dy:100,dz:3修改名称为Sub_Down, 修改材料属性为 "Dupont Type 100 HN Film (tm)"(2) 基片Sub_UP：点击，：x:-80，y:-50，z:0。
浅析宽缝天线的仿真（范文大全）
浅析宽缝天线的仿真（范文大全）第一篇：浅析宽缝天线的仿真浅析宽缝天线的仿真【摘要】本文改进了一种基于宽缝微带天线结构的超宽带天线．利用HFSS对改进前后进行了仿真计算，给出了反射损耗曲线和辐射方向图。
改进后的天线采用较低的介电常数和较小的薄基板，获得了更大的阻抗带宽和频率范围。
【关键词】超宽带宽缝天线 HFSS仿真对于超宽带系统，一个很重要的问题就是超宽带天线的研究。
因为对于传统的窄带天线，超宽带天线需要有几个倍频程的阻抗带宽，而且要求天线在整个超宽带频带宽度中都有稳定的性能。
微带天线是在带有导体接地板的介质基片上贴加导体薄片而形成的天线。
它利用微带线或同轴线等馈线馈电，在导体贴片与接地板之间激励起射频电磁场，并通过贴片四周与接地板间的缝隙向外辐射。
因此，微带天线也可看作为一种缝隙天线。
它具有剖面低、体积小、重量轻、易于加工、便于获得圆极化的优点，并且非常有利于集成，为一简单矩形贴片的微带天线。
辐射基本上是由贴片开路边沿的边缘场引起的，垂直于贴片的方向上辐射最强。
微带缝隙天线是微带天线中的一种，因其结构简单、便于排阵等优点在雷达与通信系统中有着广泛的应用。
通常按照缝宽电尺寸的大小，缝隙天线可以分为窄缝和宽缝两种结构。
通常窄缝天线的阻抗带宽比较窄，而采用宽缝结构则可以获得较宽的工作带宽，并且对制造公差要求比贴片天线低，在组阵时其单元间隔距离比贴片天线更大。
目前改进技术可归纳为以下两种：改变馈电结构(如T形、十字形、u形或 Pi形等)；改变宽缝形状(包括矩形缝、圆形缝、椭圆缝等以及将矩形缝旋转或者将矩形缝的直角转为圆角等)。
采用渐变缝隙结构的微带天线可以获得超过100％的阻抗带宽，并且具有较高的增益，矩形微带馈电的半圆形宽缝天线和三角形微带馈电的三角形宽缝天线，阻抗带宽分别为l20％和l10％。
但上述两种天线都是制作在FR4的基板材料上的，由于FR4的损耗比较大，降低了天线的效率，而且两者面积也过大(110 mm×110mm)，这也限制了将其集成到便携通信设备中。
5g微带阵列天线仿真设计
要求：利用介质常数为2.2，厚度为1mm ，损耗角为0.0009的介质，设计一个工作在5G 的4X4的天线阵列。
评分标准： 良：带宽〈7%优：带宽〉7%且效率大于60%1微带辐射贴片尺寸估算设计微带天线的第一步是选择合适的介质基板，假设介质的介电常数为r ε，对于工作频率f 的矩形微带天线，可以用下式设计出高效率辐射贴片的宽度W ，即为：121()2r c w f ε-+=式中，c 是光速，辐射贴片的长度一般取为/2e λ；这里e λ是介质内的导波波长，即为：e λ=考虑到边缘缩短效应后，实际上的辐射单元长度L 应为：2L L =-∆式中，e ε是有效介电常数，L ∆是等效辐射缝隙长度。
它们可以分别用下式计算，即为：1211(112)22r r e h wεεε-+-=++ (0.3)(/0.264)0.412(0.258)(/0.8)e e w h L hw h εε++∆=-+2.单元的仿真由所给要求以及上述公式计算得辐射贴片的长度L=19.15mm,W=23.72mm 。
采用非辐射边馈电方式，模型如图1所示：图1 单元模型此种馈电方式，可以通过移动馈电的位置获得阻抗匹配，设馈电点距离上宽边的偏移量为dx,经仿真得到当dx=4mm 时，阻抗匹配最好。
另外，之前计算出的尺寸得到的谐振点略有偏移，经过仿真优化后贴片尺寸变为L=19mm,W=23.72mm 。
仿真结果图如图2，图3所示。
3.504.00 4.505.00 5.506.00 6.50Freq [GHz]-30.00-25.00-20.00-15.00-10.00-5.000.00d B (S (1,1))HFSSDesign1XY Plot 1ANSOFTm 1m 2m 3Curve InfodB(S(1,1))Setup1 : Sw eepName XYm 1 4.9500-10.3381m 2 5.0600-10.1725m 35.0000-26.9508图2 S11参数-200.00-150.00-100.00-50.000.0050.00100.00150.00200.00Theta [deg]-20.00-15.00-10.00-5.000.005.0010.00d B (G a i n T o t a l )HFSSDesign1XY Plot 2Curve InfodB(GainTotal)Setup1 : LastAdaptive Freq='5GHz' P hi='0deg'dB(GainTotal)Setup1 : LastAdaptive Freq='5GHz' P hi='90deg'图3 增益图从图中可以看出谐振点为5GHz ，计算的相对带宽为2.2%，增益为5.78dB 。
实验六：微带天线设计与仿真
在下列窗口中可以看到各种天线仿真结果（如面电流分布）。
点击远场菜单“far field”,可有如下三维电场分布图，可见辐射场只在天线的上侧。
天线电流分布动画
11、枝节匹配法 进入电路图设计窗口，将文件命名为pipei，选择元件列表中的 将 拖入窗口中，它代表天线的相关参数。利用前面学过的匹配原理可得到一 个匹配网络。
⑴分别设置源 和负载阻抗
⑵加入一段 传输线，调 整特性阻抗 和电长度使 源与负载间 建立一个匹 配线。
通过前面的匹配得到了该段传输线的特性阻抗为122Ω，电长度为830，通过 linecalc计算模块得到两端传输线的导带宽带和长度如下图。该段传输线之后可 以在连接任意长度和特性阻抗为50的传输线代表输入天线的馈Monentum】→【Substrate】→ 【Create/Modify】，在弹出的菜单中设置基板基本参数，将”FreeSpace“重新 命名为”Air”，将介质命名为FR4，并设置介质厚度为1.6mm，介电常数为4.4， 以及损耗角正切为0.02，接地板不需设置，默认为”//////GND/////。如图
同理计算50Ω馈线的导带宽度和长度（可任意)。
得到的馈线参数结 果
由得到的计算结果对前面的匹配电路图的两端传输线进行宽带和长度进行 设置，然后进行仿真，观察匹配后的仿真结果。
可见匹配后的仿真图符合输入端反射损耗大于10dB要求，下面我们将得到 的两端传输线创建到电路板图中去，实现微带天线的匹配，最后测试版图仿真结 果。
辐射贴片
L
L
εr
h W
h
W △L L 辐射缝隙 一般W的长度要小于L的长度，否则会产生高次模而导致场畸变。
微带天线的馈电方式： 1、微带线馈电 2、同轴线馈电 W
微带天线设计与仿真
实验4 微带天线设计与仿真实验目的：1.了解矩形微带天线的技术指标和设计方法；2.掌握在ADS的Layout中进行射频电路设计的方法。
实验内容：4.1 微带天线的基础知识4.2 矩形微带天线的设计与仿真4.1 微带天线的基础知识1.微带天线简介微带天线的概念是在1953年提出来的，但在近30年才逐步发展起来，是一种新型天线。
微带贴片天线：在一个薄的介质板基材上，一面覆上金属薄层作为接地板，另一面采用蚀刻的办法做出各种形状的贴片，利用微带或同轴对贴片进行馈电。
微带缝隙天线：在接地板上开各种各样的槽，通过微带线进行馈电。
微带天线一般应用在1～50GHz频率范围，特殊的天线也可用于几十兆赫。
和常用微波天线相比，有如下优点：(1)体积小，重量轻，低剖面，能与载体(如飞行器)共形。
(2)电性能多样化。
不同设计的微带元，其最大辐射方向可以从边射到端射范围内调整；易于得到各种极化。
(3)易集成。
能和有源器件、电路集成为统一的组件。
2. 微带天线的主要技术指标●辐射方向图●方向性系数和天线增益●谐振频率处反射系数●天线效率●带宽●极化特性定义：在相同的辐射功率下，某天线在空间某点产生的电场强度的平方与理想无方向性点源天线（该天线的方向图为一球面）在同一点产生的电场强度平方的比值。
通常取最大辐射方向上的方向性系数作为天线的方向性系数。
定义：在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。
3. 微带天线设计思路①根据指标要求和基片参数计算相关参数，如贴片宽度、长度、馈电位置、馈线宽度等。
②在ADS的布局图窗口Layout中初次仿真。
③在原理图窗口Schematic中进行匹配。
④修改Layout，再次仿真，完成天线设计。
基片选择的理由是：陶瓷基片是比较常用的介质基片，其常用的厚度是h＝1.27mm，0.635mm，0.254mm。
其中1.27mm的基片有较高的天线效率，较宽的带宽以及较高的增益。
微带贴片天线的仿真与测量实验设计
微带贴片天线的仿真与测量实验设计作者：高博来源：《教育教学论坛》2018年第25期摘要：本文以一种典型的微带贴片天线教学为例，从理论、仿真设计以及实验测试三方面对相关教学环节和步骤进行了详细的介绍。
理论设计部分重点介绍了设计贴片尺寸和进行阻抗匹配的方法。
仿真环节介绍了模型、网格及收敛能量的设置。
实验环节简要介绍了天线的简易测量系统和测试结果。
关键词：微带天线；CST；天线测试中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）25-0274-02一、概述微带贴片天线[1-2]，可以通过光刻腐蚀的方法制成。
相比于常规的天线来说，其重量轻、体积小、剖面薄、制造成本低、易于大量生产，馈线和匹配网络可与天线同时制作，有着极为广泛的应用前景。
因此在天线相关课程中，非常有必要设置以典型的矩形贴片天线设计为目标的教学实验课程。
本文将从基本原理、设计步骤及测量方法等方面对矩形贴片天线的实验教学过程进行详细介绍。
二、微带矩形贴片天线理论设计步骤贴片天线的理论设计步骤，可分为5步：第一步，基片选择。
①选择低介电常数基板，可增强边缘场，但波长的增加会导致天线尺寸增大；选择高介电常数基片可使得天线尺寸减小，但也会造成其工作带宽的降低；②介质基板较厚，可增大天线的带宽和效率，但不能到激励起高次模。
介质基板的厚度需满足第四步，馈电方式的选择。
微带贴片天线常见的馈电方式有两种，在这一步可以对两种馈电方式的优缺点进行讲解，并让同学展开讨论。
微带馈电，其由微带线直接对贴片进行馈电。
馈电点的位置可以进行偏移。
馈电点位置发生变化（尤其是馈电点在贴片宽边），其对应的输入阻抗会发生较大变化，因此这也提供了一种阻抗匹配的方法。
这种馈电方式最大的优点在于馈电导线与贴片处于同于平面，便于集成。
同轴馈电，将同轴线的外导体焊接在微带贴片天线的地板上，将内导体穿过介质基板焊接在贴片上。
这种馈电方式的优点是很容易通过调整馈电位置实现阻抗匹配。
实验五.微带贴片天线的设计与仿真
实验五微带贴片天线的设计与仿真姓名：曾华兆班级：通信162班学号：6110116078 实验类型：设计实验日期：2019.6.1一．实验目的(1) 学习微带贴片天线的设计方法；(2) 掌握微带贴片结构的特性、反射系数等参数；(3)理解微带贴片天线的远区辐射场的特性、反射系数曲线和增益方向图。
二．实验设备(1) 装有Windows系统的PC一台(自备)(2) Ansoft HFSS13软件(3) 截图工具三、实验原理四．实验内容利用HFSS软件设计一个右手圆极化天线，此天线通过微带结构实现。
中心频率为2.45GHz，选用介质基片R04003，其介电常数为εr=2.38，厚度为h=5mm。
最后得到反射系数和三维方向图的仿真结果。
五．实验结果仿真图如下：驻波比信息曲线如下:由上图可知，回波损耗在1.82dB 左右，工作频带在2.40GHz-2.60 GHz 3D 增益方向图：由上图可知该贴片天线辐射的最大方向为平面法向方向即正Z 方向，增益达到7.5dB ，而且可以得到该方向的宽方向图。
六．实验体会与建议当频率低于工作频点时，优化天线的措施有：改变探针位置、探针半径、贴片尺寸等，均可以使其工作在频点。
对于矩形贴片可知：当探针在坐标轴上时，天线性能不是很理想；当在对角线上时，天线的性能较理想，工作频带较在坐标轴的位置要窄，而且探针在对角线上靠近中心的位置上，天线的性能更好。
当改变探针半径时，半径减小，工作频率变大通过，调整可以使贴片工作在频点。
通过本次实验，我进一步熟悉了如何利用HFSS 设计微带天线，并通过所形成的远区辐射场图和S 曲线分析矩形微带天线的特性。
最开始在实验时由于粗心设置模拟单位时没有设置成 mm，导致结果出不来，重新设置之后，问题解决。
做完之后再回头想一下，按照公式计算出来的矩形天线的参数运用到实际时，并不能使天线达到理想的辐射状态。
这可能是由于一些共识的近似表示以及实际天线所处环境等因素造成。
基于光子晶体的多频微带缝隙天线的设计与仿真
基于光子晶体的多频微带缝隙天线的设计与仿真
侯维娜;邵建兴;刘湘梅
【期刊名称】《电信科学》
【年(卷),期】2009(025)008
【摘要】在普通微带缝隙天线介质基板内引入光子晶体结构,设计了一种基于PBG 结构的多频微带缝隙天线,采用平面波展开法对该天线进行了理论分析,并用HFSS 10.0对该天线进行了仿真.与传统的微带缝隙天线相比,PBG结构的引入改善了微带缝隙天线的辐射特性及多频工作性能.该天线可以用于跳频通信系统中.
【总页数】6页(P57-62)
【作者】侯维娜;邵建兴;刘湘梅
【作者单位】重庆邮电大学光电工程学院,重庆,400065;重庆邮电大学光电工程学院,重庆,400065;重庆邮电大学光电工程学院,重庆,400065
【正文语种】中文
【中图分类】TN822
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