HFSS学习笔记—12.矩形微带贴片天线
矩形微带天线简介
- 一个简单的微带贴片天线的结构，由辐射元、介质层和参考地组成。
- 与天线性能相关的参数包括辐射元的长度L、辐射元的宽度W介质层的厚度h、介质的相对介电常数εr和损耗正切、介质层的长度L和宽度W。
- 矩形贴片微带天线的工作主模式是TM10模，意味着电场在长度L方向上有的改变，而在宽度方向上保持不变，在长度L方向上可以看作成有两个终端开路的缝隙辐射出电磁能量，在宽度w方向的边缘处由于终端开路，所以电压值最大电流值最小
天线尺寸
- 本例设计的矩形微带天线工作于ISM频段，其中心频率为2.45GHz,无线局域网(WLAN)，蓝牙，ZigBee等无线网络均可工作在该频段上。选用的介质板材为Rogers R04003，其相对介电常数εr=3.38， 厚度h=5mm;天线使用同轴线馈电。
- 工作频率 f = 2.45GHz
- 介质板材的相对介电常数 εr = 3.38
- 介质层厚度h = 5mm
- 矩形贴片的宽度: W= 41.4mm
- 矩形贴片的长度:L= 31.0mm
- 馈点位置(Xf =9.5mm，Yf=0)
设计分析
1.设置工作环境
2.创建模型
1.参考地
创建平面模型：
设置边界条件：
2.介质层
3.辐射元
创建平面模型：
设置边界条件：
4.同轴馈线
5.在GND开孔
将小孔设置为集总端口激励：
6.辐射边界表面
设置边界条件：
3.求解分析设置
1.求解项设置
2.扫频项设置
4.运行分析
1.运行仿真
2.仿真分析
可见工作频率谐振点不在2.45GHz上，因此要使用优化设计：
5.优化设计
1.定义变量
2.扫频设置
3.扫描分析
运行扫描分析：
4.优化变量
选取Length为优化变量：
5.目标函数
6.仿真分析
Length=29.77mm时S11最小：
6.结果分析
1.扫频分析：
查看扫频结果：
2.史密斯圆图：
3.电压驻波比
4.天线增益方向图
3D：
XOZ面：