实验五 微带天线设计(2)

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4.微带天线圆极化技术

?2W2?290??0?2G??22W?2?120?0?W≤λ0

cf0?2?e(L?2?L)W?c?2????2f0??r?1??1/2W>λ0

单点馈电时, 将方形贴片对角切去一部分, 贴片内部就会产生正交共振模,

选择适当的贴片所切部分面积大小,就会两正交共振模相位相差90度, 从而实现圆极化辐射.

将贴片或接地板开槽, 可实现双（多）频天线、展宽频带、产生正交共振模, 例：设计3GHz微带天线，基板参数为er=2.2，h=0.762mm，cond=4.1e7，T=0.03mm，并用λ/4阻抗变换器实现与50Ω馈线的匹配。

w1 w2 W

l1

L

（1）计算各项参数：W=39.53mm, L=33.4mm, Rin=288Ω （2）阻抗变换器的特性阻抗 Z?288?50?120?0（3）计算w1、l1和w2：w1=0.397879mm，l1=19.1087mm，w2=2.3055mm （4）用ADS仿真天线特性

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 ，执行菜单命令【InsertCoordinate Entry】，在对话框中输入矩形起始点（0，-19.75），单击【Apply】按钮，输入矩形终点坐标 (33.4，19.75)，单击【OK】按钮，完成天线贴片模型。

(33.4, 19.75) (-19.11, 0.199)w2=2.31mmw1=0.398mm

(-30, 1.153)W=39.5mm

(0, -0.199)

(-19.11, -1.153) l1=19.11mm (0, -19.75)L=33.4mm

类似上一步，完成阻抗变换传输线和50ohm传输线贴片的创建。

（3）基板设置 执行菜单命令【Momentum】

【Substrate】 【Create/Modify】将”FreeSpace

“重命名为“Air”；将介质层 “Alumina”命名为“Sub”，如下设置参数。

把Layout层映射到金属层，也就是把Cond层粘贴到Sub介质板上

选择“Layout Layer”标签，在“Name”下拉列表中选择贴片所在的Layout层cond，单击【Strip】按钮完成贴片的粘贴。设置金属层参数，单击【Apply】，然后单击【 OK 】

（4）添加端口

执行菜单命令【InsertPort 】

执行菜单命令【MomentumPort 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

中心频率偏，3GHz时匹配不好>-10dB （6）优化

建一新的Layout设计文件，在Layout窗口中先只画天线辐射贴片，并在其左边中央设置端口，板材参数同前面所述。进行仿真。 () 坐标:（0，-19.75)， (33.4，19.75)

S11中心频率在3.0GHz，但其性能较差！ 需要进行匹配电路设计

3.0GHz的输入阻抗为Zin=50*（7.535+j1.252）=(376.75+j62.6)Ohm，需设计一匹配网络，使其与50Ohm特征阻抗传输线匹配。

在数据显示窗口，执行菜单命令【Tool 】 →Data File Tool】，弹出“dftool/main Window”，导出Momentum仿真后的S1P数据文件。

新建原理图“patch_matching”，在“Data Item”元件库中输入S1P，然后回车，在原理图中添加一端口控件。

双击S1P控件，导入之前导出的S1P文件

建立如下电路原理图，添加变量l1、w

设置优化方式和优化目标，进行优化。

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