24GHz天线设计仿真报告
2.4 GHz四单元微带贴片天线阵的设计与仿真
2.4 GHz四单元微带贴片天线阵的设计与仿真冯理;张权;李树【摘要】为满足2.4 GHz ISM频段无线宽带定向通信要求,设计了一种口径耦合的小型四单元短路贴片天线阵,采用短路面加载辐射贴片,使单元贴片天线长度缩小一半,仿真结果表明,天线阵工作于ISM频段2.42～2.4835 GHz,增益达到11.5 dBi.同时设计了加反射板的宽频带四单元平面单极天线阵,天线中心频率为2.4 GHz,|S11|<-14 dB为500 MHz,相对带宽是20 %,增益达14.7 dBi.【期刊名称】《桂林电子科技大学学报》【年(卷),期】2010(030)001【总页数】4页(P5-8)【关键词】口径耦合;短路加载微带天线;天线阵;平面单极天线【作者】冯理;张权;李树【作者单位】桂林电子科技大学,信息与通信学院,广西,桂林,541004;桂林电子科技大学,信息与通信学院,广西,桂林,541004;桂林电子科技大学,信息与通信学院,广西,桂林,541004【正文语种】中文【中图分类】TN821微带天线是20世纪70年代初期研制成功的一种天线,大约从100～50 GHz的宽频带上获得了大量的应用,具有尺寸小、重量轻、成本低、馈电方式灵活和工艺简单,易于电路集成等优点,因此在现代天线技术领域中得到了广泛的研究和应用。
在实际中,往往要求天线应具有高增益、小型化,宽频带,定向辐射等特点,单个微带天线辐射元的增益及方向性均很难达到要求,而天线阵则可获得上述特性。
本文设计的天线阵选用的介质板都是介电常数为 2.65,厚h=1 mm。
1 口径耦合短路微带阵理论分析和设计天线阵的阵元采用的是 H型缝隙耦合短路贴片阵元,天线结构如图1所示,天线由一层介质板加短路金属板组成,金属板作为辐射贴片,厚1 mm。
接地板和馈线分别位于介质板的上部和下部。
接地板上采用 H型缝隙,缝隙处在短路贴片中心下方,通过H型缝隙,印刷在介质板另一面的50Ω馈线能有效地将电磁能量耦合到短路金属板。
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。
2.4GHZ四单元阵列天线设计研究
天线增益变化分析
• 采用并联方式组成的四阵列天线的增益， 如图所示
结果分析
一：在一定范围内，阵元间隔越大，天线的相对带 宽越小 二：在一定范围内，增益随着阵元间隔距离的增大 而增大，超过一定的距离后增益下降。根据相关 的资料查阅， 经过大量的实验后，发现阵元间 d =0.83和0.76 方向性系数和增益分别达 隔在 到最大 三 由图可以看出单元天线增益约为2-3之间，双阵 列天线增益约为5-6之间，四单元阵列天线约为 11-12之间（调试阵元的匹配线和矩形贴片的L或 调试四分之一阻抗匹配线的长宽增益可再提升几 dB）
。
1.4微带天线的发展现状
常规设计带宽： 1%—6% 新一代典型带宽：15%—20%也已制成超宽频带微带天线 。
发 展 现 状
微带天线现已应用于大约100MHz—100GHz的宽广频域 上的大量无线电设备中，特别是在飞行器上和地面便携式 设备中。 在要求低剖面辐射器的场合，即使微带天线某些特性不 如正常天线，也往往被优先选用。 随着微带天线材料、设计和加工工艺的不断发展，其应用 正在与日俱增。微带天线将能替代不少常规天线，而成为 一些民用和军事装备，特别是便携式设备的更新换代产品。
75
46.9×37. 1 1.5×5.63
80
46.9×37. 1 1.5×7.8
85
46.9×37. 1 1.5×7.3
90
46.9×37. 1 1.5×5.3
95
46.9×37. 1 1.5×4
100
46.9×37. 1 1.5×4.2
3.165×20 3.165×20 3.165×20 3.165×20 3.165×20 3.165×20 .4 .4 .4 .4 .4 .4 5.4% 11.838 5% 12.1068 5.2% 12.355 2.9% 12.3805 2.9% 12.2065 2.9% 12.2761
THz天线仿真设计的开题报告
THz天线仿真设计的开题报告一、研究背景随着无线通信技术的发展，THz频段被广泛认为是未来无线通信和雷达技术的重要发展方向之一。
而THz天线则是实现THz频段无线通信和雷达技术的关键部件之一。
目前THz天线的研究主要集中在理论仿真和实验研究方面，其中理论仿真越来越成为THz天线研究的主要手段。
二、研究目的本文旨在利用仿真软件分析THz天线的性能，通过对传统天线和新型天线的对比分析，得出更适合THz频段信号传输的新一代天线设计方案。
三、研究内容1. THz频段基本特性分析：介绍THz频段的理论基础和应用前景，分析THz频段的特性和优点。
2. THz天线传统设计方法探讨：介绍传统天线设计的基本方法及其在THz天线设计中的应用。
3. 新型THz天线设计方法研究：介绍新型THz天线的设计思路，分析其与传统天线的差异，重点探讨其对THz信号特性的适应性。
4. THz天线性能分析：利用仿真软件对所设计的THz天线进行性能模拟，分析其频率、阻抗匹配、增益、方向性等性能指标。
5. THz天线实验验证：设计制作所设计的THz天线，并进行实验验证。
四、预期成果1. 通过对传统天线和新型THz天线设计方法的对比分析，得出更适合THz频段信号传输的新一代天线设计方案。
2. 利用仿真软件对所设计的THz天线进行性能模拟，得出其频率、阻抗匹配、增益、方向性等性能指标。
3. 设计制作所设计的THz天线，并进行实验验证。
五、研究方法1. 文献调研法：通过查阅相关文献，了解THz频段和THz天线的基本理论和应用前景。
2. 理论分析法：分析传统天线设计方法的基本思路，探讨新型THz天线的设计思路和特点。
3. 仿真分析法：利用仿真软件对所设计的THz天线进行性能模拟。
4. 实验验证法：利用实验室设备对所设计的THz天线进行实验验证。
六、进度计划第一周：阅读相关文献，收集资料，确定研究方向。
第二周：分析传统天线设计方法的基本思路，探讨新型THz天线的设计思路和特点。
24GHz微带贴片天线设计-毕业论文
---文档均为word文档，下载后可直接编辑使用亦可打印---摘要根据矩形贴片天线相关知识，设计出一款1×4的24GHz阵列贴片天线，此天线可以应用于交通测速以及汽车智能驾驶等方面。
首先是使用微带线馈电的方法建立单元贴片天线模型，进行优化仿真后得到最佳的单元贴片天线模型，然后在单元贴片天线的基础上，设计出合适的馈电馈电网络。
再通过仿真优化得到最佳的参数，从而设计出24GHz的阵列贴片天线。
并对天线设计进一步展望。
通过HFSS软件仿真设计，得到了一款1×4的阵列天线，回波损耗S11<-20dB,馈电点的输入阻抗值为50Ω，驻波比约为1.2，最大增益方向的增益为13.6dB，和之前所定的设计指标比较符合。
关键词：微带贴片天线；阵列天线；阻抗匹配; 方向图AbstractAccording to the knowledge of the rectangular patch antenna, a 1×4 24 GHz array patch antenna was designed. This antenna can be used in traffic speed measurement and intelligent driving of automobiles. The first is to use the method of microstrip line feeding to establish the unit patch antenna model, optimize the simulation to obtain the best unit patch antenna model, and then design a suitable feed power feed network based on the unit patch antenna. . Then the optimal parameters are obtained through simulation optimization to design a 24 GHz array patch antenna.Through the HFSS software simulation design, a 1×4 array antenna was obtained with a return loss S11<-20dB, a feed point input impedance of 50Ω, a standing wave ratio of approximately 1.2, and a maximum gain gain of 13.6dB. To meet the requirements of design indicators.Keywords: microstrip patch antenna; array antenna; Impedance matching;Direction pattern第1章绪论1.1论文的研究背景及意义毫米波（millimeter wave ）是波长为1～10毫米的电磁波，它的波长处于微波与远红外波相交叠的波长范围，所以同时具有两种波谱的特点。
CST 仿真2.4GHz路由器贴片天线
Rectangular Patch Antenna For WLAN ApplcationNing LiDepartment of Electronic and Electrical EngineeringUniversity of LondonLondon UKuceeixx@AbstractA micro-strip patch antenna (MPA) is said to be the most innovative area in antenna engineering and has become increasingly widespread within the mobile phone market. MPAs have the advantages of cost effective, low profile and are very easily to be fabricated. Due to fact that a MPA has patch dimension in millimeters, it is usually applied in the popular frequency range of 1 to 6 GHz [1]. This report will describe the design of a rectangular patch antenna fed by a micro-strip transmission line to fulfill the requirement of a WLAN router, by use of CST software.Keywords— Patch antenna, CST, micro-stripI.I NTRODUCTIONA micro-strip antenna commonly consists of a radiating patch etching on top of a dielectric substrate (such as a printed circuit board) and a metallic ground plane at the bottom of the substrate, being fed at an appropriated location. There are variable geometries of the patch and a number of different kinds of feeding method. Here we only talk about rectangular-shaped patch antenna being fed by recessed micro-strip line which is the most normally used to design a Wireless Local Area Network (WLAN) router.CST MICROWAVE STUDIO is a full-featured software package for electromagnetic analysis and design in the high frequency range (GHz). It simplifies the process of building structures by providing 3D modeling front end [2]. In this work, a 2.45GHz rectangular patch with transmission line fed is first designed and then simulated by use of the software. Then a brief discussion on the resultant S11 and far-field radiation pattern are also carried out. Variation of the length of the patch and the position of the feed point are finally tested to see their effects on the results by applying Sweep function in the CST.II.D ESIGNThis part discusses the design of the patch antenna. The antenna dimension and impedance match will be talked in turn. The overall objectives are described in table 1A.Dimension of The AntennaThe dimension of the rectangular patch antenna is first carried out. By applying formulas listed in this section, the approximate dimension of each component in the antenna is estimated.The rectangular patch has a dimension of W×L, where the length of the patch W is calculated by equation (1) [3].√εr+12(1)Where c is 3×108m/s, f is 2.45GHz andεr is 4.3. Then L is approximately 37.6mm.To avoid cross-polarization, the relationship between the width W and the length L of the patch is kept as 1<W/L<1.5. Here 1.5 is selected for simplicity.The rectangular patch is sitting on top of a thin FR-4 lossy substrate of thickness h with permittivity εr given by 4.3. Beneath the substrate, a PEC (perfect electric conductor) brick model of 70mm×100mm×0.01mm (L×W×H) dimensions is built as the ground plane of the patch antenna. The thickness of the ground is not of crucial importance; typically the height h is much smaller than the wavelength of operation. To make it achievable in practice, a height of 0.01mm is chosen.B. Impedance CalculationThe impedance of the micro-strip transmission line is of great importance to be matched with the impedance of the patch. Figure 2 indicates that for a micro-strip antenna with a substrate of 1.6mm in height and 4.3 as its relative dielectric constant, the thin micro-strip line width need to be 3.14mm so that a matched impedance of 50Ω can be obtained.Figure 1: Impedance Calculation of the micro-strip line. Two air gaps with width g=0.5 are subtracted from the patch that has been designed above to complete the structure of a recessed micro-strip line.C.Antenna Design ObjectivesFor this antenna design experiment, the objectives are described in the table below. The operating frequency for a Wireless Local Area Network (WLAN) router is 2.45GHz. At such operating frequency, return loss need to be less than -10dB which means the antenna is considered to radiate as return loss at less than -10dB. To be more specific, the less the return loss is the better the impedance matching.Table 1: A table shows the objectives of the designed patchantenna.III.S IMULATION R ESULTSBased on the design done in the previous section, the simulation results are obtained. Figure 2 shows the structure of the designed patch antenna in CST and Table 2 describes the optimized dimension parameters.Figure 2: 3D structure of a rectangular patch antenna.Table 2: A table lists the simulation parameters.After trying several times in simulation, instead of directly setting the width of the patch to 37.6mm, a patch length of 27mm with corresponding patch width of 40.5mm is set and is finally proved to be the best choice. Moreover, setting g, the length of the air gas which determines the fed point, to 12mm achieved the lowest return loss, when the S11 result is taken into consideration. The CST simulation result of S11 (return loss), far-field radiation pattern as well as the ‘Sweep’are demonstrated in the following sub-sections and more details will be discussed in Section IV.A. Return LossS11, also known as the reflection coefficient is measured automatically by CST. It is of great importance to be applied to check if the impedance of the micro-strip line and the patch is matched (operating at desired frequency).In addition, the S11 magnitude is also used to measure the return loss. S11 is known as return loss when its magnitude is expressed in dB. The required return loss, as mentioned in Section II, is less than -10dB.The figures below show the return loss and the real part of S11.(a)(b)Figure 3: Simulation result of the designed patch antenna of: (a): S11 in dB; (b): Real part of S11.As shown in figure 3, the designed antenna has a very low return loss about -48dB at 2.452GHz which is very near the operating frequency of 2.45GHz. Moreover, the real part of S11 is approximately zero at the frequency. B. Far-field Radiation PatternFigure 4 shows the radiation pattern viewed in 3D and polar plot respectively.(a)(b)Figure 4: Designed antenna radiation pattern in (a): 3D plot;(b): polar plot.From fig. 4 (a) and (b), the designed patch antenna has a radiation gain of 7.493dBi with a main lobe direction of 0 degree and a beam width of 68.1 degree.C. Antenna Parameter SweepAs learned from the lecture that the dimension of the patch and the position of the micro-strip line feed point both affect the performance of the designed antenna, two tests are carried out to investigate such influences and the results are showed in figure 5.(a)(b)Figure 5: The result S11with variation on: (a) the patch’s width; (b): the feed point of the designed antenna.Fig.5 (a) shows the result of the first ‘sweep’ that the length of the patch is varied when keeping other parameters unchanged. Xpatch in the figure is the length but not the width of the patch. Fig.5 (b) shows the result of the second ‘sweep’ that the feed point of the micro-strip line is tuned with other parameters remain the same.IV.A NALYSIS AND D ISCUSSIONAs the simulations were completed and the results were obtained, analysis and discussion will be carried out in this section. All the calculations were done using ‘transient solver’with default settings.With the optimized patch length and feed point position which was 27mm and 12mm respectively, the resonant frequency was finally reached at 2.45GHz. As the curve going nearer to this frequency, the lower the return loss was achieved, therefore the better the performance of the antenna. A lower dB of return los indicated a greater directivity and gain. Variation of the patch’s length and the inset cut length were carried out in section III C by use of the Sweep function in CST. Table 3 summarized the result and observations.As the length of the patch was increased from 26.9mm to 27.3mm, the operating frequency experienced a decreasing trend. Antenna resonates mainly due to the length of the patch is half the wavelength of the operating frequencyThe result of the variation of inset cut length indicated that only at a certain length (here d=12mm) can theantennaachieve a low return loss. Shorter or longer of the length will both make the antenna’s performance worse. Changing the length of the inset cut will change the input impedance. The reflection coefficient will decrease if the impedance is badly matched.V.C ONCLUSIONTo conclude, in this experiment, I used the CST MICROWAVE STUDIO to complete the simulation. The results of S11 and radiation pattern were gained which were quite satisfied. Additionally, by varying the length of the patch and the feed point position, the design antenna was able to achieve its required resonant frequency. It was also observed that an increment in patch’s length means a drop in resonant frequency and only at a certain feed point can the antenna have a lowest return loss.VI.R EFERENCES[1]Singh, S., Agawal, N., Nitin, N. and Jaiswal, A.K., 2012,Available from: /wp-content/uploads/2013/01/Volume-2Number-1PP-306-316.pdf[2]Peter Knott. [cited 2012 April 14). Available from: http://www.ihf.rwth-aachen.de/fileadmin/lehre/AntennaEngineering/Tutorial_2.pdf[3]Amit Sanmanta,[cited 2013 Jan 21]. Available from:/amitkool49/microstrip-patch-antenna-design .。
基于24GHz车载微带阵列天线的匹配网络研究
基于24GHz车载微带阵列天线的匹配网络研究张量; 黄世界; 刘长青; 鲁世斌; 陈明生【期刊名称】《《合肥师范学院学报》》【年(卷),期】2019(037)003【总页数】4页(P22-25)【关键词】24GHz; 低副瓣; 匹配网络; 阵列天线【作者】张量; 黄世界; 刘长青; 鲁世斌; 陈明生【作者单位】合肥师范学院安徽省微波与通信工程技术研究中心安徽合肥230601; 安徽大学电子信息工程学院安徽合肥 230601【正文语种】中文【中图分类】O451车载雷达天线是车载雷达系统的重要组成部分，其性能的好坏对整个系统的测量精度至关重要。
作为测速和测距的重要无件，车载雷达天线往往要同时满足低副瓣电平、高增益、较宽的工作频带、体积小、容易和平面集成等一系列要求。
因此在车载雷达天线的设计过程中，我们常采用微带阵列天线作为其实现形式，其设计流程如图(1)所示。
又因为车载天线工作频段常用于K波段，在这个频段上由于微带天线的特性会出现严重的表面波现象。
微带天线的表面波是指一种全反射现象，电磁波在介质层和空气层来回反射，不能从向自由空间辐射最终消散[1]，当波长很短时，这种现象更容易发生。
因此，如何设计一款满足24GHz车载雷达天线要求的馈线网络，成为众多学者研究的热点。
图1 24GHz车载天线设计流程1 馈电网络结构和性能分析车载雷达天线的馈电网络是设计中的一个重要问题。
馈电网络的作用是将天线元件有机地连接起来，使其形成的天线阵达到预期的性能。
馈电网络一项重要功能是使每个贴片单元实现预期的幅度和相位。
一个好的馈源网络应具有结构简单、端口阻抗匹配好、损耗低、带宽一定等特点，这对天线阵的最终性能也有重要影响。
如何结合表1所示的匹配网络分类，选择合适的车载雷达天线馈线网络是我们工作的重点。
表1 匹配网络的分类从分级路数一分二一分三及多路功率分配器从能量分配均分和不均分功率分配器从组成结构微带及腔体分配器从电路形式带状线、微带线、同轴腔体功分器2 微带天线阵元的设计如图2所示，采用矩形贴片作为辐射贴片，辐射贴片的长度为L，宽度为W。
《2024年5G移动终端天线的研究与设计》范文
《5G移动终端天线的研究与设计》篇一一、引言随着移动互联网的快速发展，5G技术以其超高的传输速度和低延迟特性正逐渐改变我们的生活方式。
为了实现5G通信的优异性能，移动终端天线的研发成为关键的一环。
本文旨在探讨5G 移动终端天线的研究背景、意义以及设计思路。
二、研究背景与意义随着5G技术的普及，移动终端设备如手机、平板电脑等的需求日益增长。
天线作为移动终端设备的重要组成部分，其性能直接影响到设备的通信质量和用户体验。
因此，研究与设计高性能的5G移动终端天线具有重要价值。
此外，随着人们对通信速度和效率的需求不断提高，如何通过改进天线设计来提高信号质量和覆盖范围，也成为研究的重点。
三、天线基本原理及关键技术3.1 天线基本原理天线是用于发射和接收电磁波的装置，其基本原理是电磁场理论。
在5G通信中，天线需具备较高的增益、较宽的频带和较低的损耗。
3.2 关键技术（1）MIMO技术：多输入多输出技术可以提高信道容量和传输速率，是5G天线的重要技术之一。
（2）波束成形技术：通过调整天线的辐射方向，使信号在特定方向上集中发射，提高信号质量和覆盖范围。
（3）材料技术：采用新型材料如陶瓷、液态金属等，提高天线的性能和耐用性。
四、5G移动终端天线设计4.1 设计要求（1）高效率：天线应具备较高的辐射效率和转换效率。
（2）宽频带：适应5G通信的多个频段。
（3）低损耗：减小信号传输过程中的能量损失。
（4）小型化：满足移动终端设备的空间限制。
4.2 设计方案（1）采用MIMO技术，提高信道容量和传输速率。
（2）结合波束成形技术，优化信号覆盖范围和质素。
（3）选用新型材料，提高天线的性能和耐用性。
（4）采用多层电路板设计，减小天线尺寸。
五、实验与测试通过仿真和实际测试，对所设计天线的性能进行评估。
包括增益、频带宽度、辐射效率、损耗等指标的测试。
同时，对天线的实际使用效果进行评估，如信号接收质量、传输速度等。
六、结果与讨论6.1 结果分析根据实验与测试结果，对所设计天线的性能进行综合评估。
法向模螺旋天线分析与设计
第5卷 第1期 2008年02月 装备环境工程EQU IP MENT ENV I RONMENT AL ENGI N EER I N G法向模螺旋天线分析与设计索莹,邱景辉,袁业术,杨彩田(哈尔滨工业大学电子与信息技术研究院,哈尔滨150001)摘要:首先对法向模螺旋天线进行了理论分析,然后针对无线局域网(WLAN )的应用,设计了一种满足移动终端2.4GHz 工作频率要求的法向模螺旋天线。
为实现展宽频带、阻抗匹配等要求,对该移动终端天线进行了优化设计。
并且使用CST MW S 电磁场仿真软件对所设计的天线进行仿真计算。
仿真结果显示该天线具有50MHz 的工作带宽,水平增益在1.54d B 左右。
关键词:螺旋天线;法向模;阻抗匹配中图分类号:T N82 文献标识码:A文章编号:1672-9242(2008)01-0081-03收稿日期:2007-11-25作者简介:索莹(1982-)女,河南郑州人,博士研究生,主要从事微波毫米波天线技术研究。
A n a lys is a n d D e s ign of N o rm a l M od e H e lica l A n te n n aSUO Ying,Q I U J ing 2hui,YUAN Ye 2su,YAN G Cai 2tian(Harbin I nstitute of Technol ogy,Harbin 150001,China )A b s t ra c t:The nor mal mode helical antennas were analyzed theoretically .According t o the app licati on of the wireless l ocal areanet w ork,a kind of 2.4GHz nor malmode helical antenna was designed .The antenna was op ti m ized in order t o wide band width and i m 2pedance matching .And the antenna is si m ulated and op ti m ized by CSTMW S si m ulati on s oft w are .The results showed that the antenna can get 50MHz band width and 1.54d B horizontal gain .K e y w o rd s:helical antenna;nor mal mode;i m pedance match 随着现代通信事业飞速发展,无线局域网(WLAN )的应用日益广泛,接收天线作为WLAN 中的重要组成部分,其性能直接影响WLAN 的性能。
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。
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。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
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. TI products are neither designed nor intended for use in automotive applications or environments unless the specific TI products are designated by TI as compliant with ISO/TS16949requirements.Buyers acknowledge and agree that,if they use any non-designated products in automotive applications,TI will not be responsible for any failure to meet such requirements.Following are URLs where you can obtain information on other Texas Instruments products and application solutions:Products ApplicationsAmplifiers AudioData Converters AutomotiveDSP BroadbandClocks and Timers Digital ControlInterface MedicalLogic MilitaryPower Mgmt Optical NetworkingMicrocontrollers SecurityRFID TelephonyRF/IF and ZigBee®Solutions Video&ImagingWirelessMailing Address:Texas Instruments,Post Office Box655303,Dallas,Texas75265Copyright©2008,Texas Instruments Incorporated。
2.4G RF天线的设计情况
本文章使用简单的术语介绍了天线的设计情况，并推荐了两款经过赛普拉斯测试的低成本PCB天线。
这些PCB天线能够与赛普拉斯PRoC™和PSoC®系列中的低功耗蓝牙(BLE)解决方案配合使用。
为了使性能最佳，PRoC BLE和PSoC4BLE2.4GHz射频必须与其天线正确匹配。
本应用笔记中最后部分介绍了如何在最终产品中调试天线。
1.简介天线是无线系统中的关键组件，它负责发送和接收来自空中的电磁辐射。
为低成本、消费广的应用设计天线，并将其集成到手提产品中是大多数原装设备制造商(OEM)正在面对的挑战。
终端客户从某个RF产品(如电量有限的硬币型电池)获得的无线射程主要取决于天线的设计、塑料外壳以及良好的PCB布局。
对于芯片和电源相同但布局和天线设计实践不同的系统，它们的RF(射频)范围变化超过50%也是正常的。
本应用笔记介绍了最佳实践、布局指南以及天线调试程序，并给出了使用给定电量所获取的最宽波段。
设计优良的天线可以扩大无线产品的工作范围。
从无线模块发送的能量越大，在已给的数据包错误率(PER)以及接收器灵敏度固定的条件下，传输的距离也越大。
另外，天线还有其他不太明显的优点，例如：在某个给定的范围内，设计优良的天线能够发射更多的能量，从而可以提高错误容限化(由干扰或噪声引起的)。
同样，接收端良好的调试天线和Balun(平衡器)可以在极小的辐射条件下工作。
最佳天线可以降低PER，并提高通信质量。
PER越低，发生重新传输的次数也越少，从而可以节省电池电量。
2.天线原理天线一般指的是裸露在空间内的导体。
该导体的长度与信号波长成特定比例或整数倍时，它可作为天线使用。
因为提供给天线的电能被发射到空间内，所以该条件被称为“谐振”。
如图2所示，导体的波长为λ/2，其中λ为电信号的波长。
信号发生器通过一根传输线(也称为天线馈电)在天线的中心点为其供电。
按照这个长度，将在整个导线上形成电压和电流驻波，如图2所示。
用于24GHz射频识别的硅基集成小环天线的仿真与设计
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
2.4G环状天线的设计和仿真
2.4G环状天线的设计和仿真马龙龙;王新玲;孙运强;姚爱琴【摘要】由于恶劣环境下,短距离无线通信系统中的PCB天线往往会出现数据包丢失现象,提出将PCB天线改为环状结构的方案.利用高频结构仿真软件HFSS及ADS,通过对不同的天线材料、不同的环半径以及不同的天线半径的建模分析比较,确定了各项参数,并在发射模块的输出端口加入了一级放大电路,完成了阻抗匹配以及信号的进一步放大,改善了原无线动态测试系统的收发性能.经由网络分析仪测试实际电路得到的结果与仿真结果一致.实验表明,该设计在恶劣环境中的数据传输性能得到很大改善.【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2011(000)003【总页数】5页(P63-66,86)【关键词】短距离无线通信;环状天线;PCB;仿真【作者】马龙龙;王新玲;孙运强;姚爱琴【作者单位】中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,山西太原,030051;中北大学信息与通信工程学院,山西太原,030051;中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,山西太原,030051;中北大学信息与通信工程学院,山西太原,030051;中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,山西太原,030051;中北大学信息与通信工程学院,山西太原,030051;中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,山西太原,030051;中北大学信息与通信工程学院,山西太原,030051【正文语种】中文【中图分类】TN980 引言在高速旋转轴的测试实验中，nRF2401收发模块PCB发射天线将与轴同时做圆周运动，即使天线完成了自己的功能——将尽可能多的能量定向的辐射出去，但数据传输的效果并不能达到最佳的状态，随着轴转速的不断提高，出现了数据包丢失的问题。
为解决这个问题，本文提出了一种基于nRF2401收发模块的环状天线设计方案。
目前市场所售天线种类繁多，主要产品有C网和G网无线终端天线、2.4GHzWLAN\WIFI天线、3G天线、芯片天线（2.4GHz频段）等，这些天线为各种应用需求提供了尽可能多的解决方案。
基于24GHz微带天线阵列的人体距离检测系统设计
基于24GHz微带天线阵列的人体距离检测系统设计随着现代科技的发展﹐传统的接触测距方法已经不能满足现代工业自动化的要求。
测距应用遍及生活各个方面，如建筑行业、机械制造﹑计量科学等领域。
本文研究基于24GHz微带天线阵列的人体距离检测系统。
基于24GHz微带天线阵列的人体距离检测系统是通过传感器检测人体的呼吸判断人体，再根据时间去计算出距离的一个系统雷达系统通过天线向外发射一列连续调频毫米波，并接收目标的反射信号，发射波的频率随时间按调制电压的规律变化，据多谱勒原理就可以计算出目标距离。
通过发送和接收的雷达波来计算人体的距离，然后推导人体距离有无变化。
针对于这一方面有医疗需求的人群，能够在保持一定距离的情况下对人体进行实时监护，及时准确地掌握被测者的呼吸情况。
标签：24GHz微带天线阵列;人体距离检测;呼吸检测;毫米波一、设计背景随着现代科技的发展﹐传统的接触测距方法已经不能满足现代工业自动化的要求。
测距应用遍及生活各个方面，如建筑行业、机械制造﹑计量科学等领域。
本文研究基于24GHz微带天线阵列的人体距离检测系统。
基于24GHz微带天线阵列的人体距离监测系统可以应用到日常的生活过程中，针对于对于这一方面有医疗需求的人群，能够在保持一定距离的情况下对人体进行实时监护，及时准确地掌握被测者的呼吸情况。
利用微带天线阵列以及毫米波和雷达波的知识实现一个能够检测距离的监测系统。
通过发送和接收的雷达波来计算人体的距离，然后推导人体距离有无变化。
通过人体距离检测可以衍生出人体呼吸检测，鼾声检测等等。
例如可用于车载雷达、用于医学治疗，可用于日常家庭监护、可用于临床应用和自然灾害救助等。
通过人体距离检测可以衍生出人体呼吸检测，鼾声检测等等。
二、方案总体设计与原理（一）系统实现原理毫米波测距原理：毫米波传感器是在工作中利用毫米波波的特性进行研制分析而产生的一种新型传感器模式。
新世纪，随着智能建筑和各项智能化基础设施建设要求的不断提出，由于毫米波是一种振动频率高的电磁波，在这种声波的传输过程中通过能晶片在电压的刺激之下产生一定的发射，进而引起相应设备工作。
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。
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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
回波损耗2.
驻波比3.
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，为长度。
LL为1 w馈线的长度，为馈线的宽度。
1
微带辐射贴片尺寸估算1.
微带辐射贴片的宽度：
f=2.4Ghz, 。
解得：由相关数据：，
W0=38.03mm
实际上。
辐射贴片的长度L考虑到边缘缩短效应后，一般取0应为：
的辐射单元长度L 0
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=29.11mm
2.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
2=19.015Z=w/
3.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，所以在设计微带的阻抗变换器。
则阻抗变换线馈电矩形微带天线时，可加上一段器的特
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：
1.6
29
80
1.16
31.25
80 3.06
仿真过程五、所示：3.1中绘制侧馈微带天线，如图HFSS采用如上数据，
在．
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L3.2
进行扫描，得到图45.5mm到45.1从
0．
对扫描结果图3.2
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。
所示。
3.5至3.3最终的结果图如图
图3.3 最终参数的S回波损耗11
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，以面等复杂的边界条件。
H、PERFECT E对称面、H、E及
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。