微波射频学习笔记16-------倒F板载PCB天线设计过程

倒F天线设计过程
设计案例:1GHz天线,板材FR4,板厚1mm
1.首先脑海中有天线的模样,如下图
微波射频学习笔记16-------倒F板载PCB天线设计过程

2.给出电磁仿真前变量的初值:
(1)H=5mm(H+L≈λε/4),H值随便给的;
(2)L=λε/4 - H = 50.4 mm
信号在不同介质中,波长不同,一般取λ/(4√ε)和λ/4的平均值作为初始值;
λ= c/f = 3
108m/s / 1109Hz =300 mm
λ/4 =75 mm,λ/(4
√ε+)= 35.8 mm(FR4的介电常数ε为4.4)
H + L = 55.4 mm ;
(3)S= 10 mm,S值随便给的;
(4)W=1mm,W值随便给的。

3.HFSS建模
天线所有尺寸设为变量(建议先在纸上建立一个坐标系);
微波射频学习笔记16-------倒F板载PCB天线设计过程
4.查看S11和阻抗
微波射频学习笔记16-------倒F板载PCB天线设计过程
微波射频学习笔记16-------倒F板载PCB天线设计过程
mmp,指标飞了…这和朕想的不太一样。
5.指标优化
微波射频学习笔记16-------倒F板载PCB天线设计过程
根据表中的规律,调节频率到1G,阻抗到50欧姆左右,即可。本人是不断的手动修改L、H、S的值,尝试多次回波才到-34dB,阻抗实部49.44Ω,虚部-1.87Ω,耗时较久,且此时的LHS值,稍微修改0.1mm,电性能就有较大变化,对此有点拿不准,仅供参考,下面是优化后的波形:
微波射频学习笔记16-------倒F板载PCB天线设计过程
微波射频学习笔记16-------倒F板载PCB天线设计过程
此时的L、H、S值,已经与初始值,相差很大;究竟是初始值给的太过草率还是什么原因,先找个本本记下来。
微波射频学习笔记16-------倒F板载PCB天线设计过程
优化时,到也没必要慢慢改,HFSS可以根据设置的变量范围和步进值仿出所有结果,从而找到最合适的值。
仿真过程中还发现,① L对频率很敏感,L越小频率越高;② H和S还有线宽W对所有的都有影响,主要用来调阻抗,带宽,回波的峰值。
另外,希望有个大佬看到,能指点指点…我这个过程肯定有问题,可问题出在哪?