微帶貼片天線是一種廣泛應(yīng)用于通信系統(tǒng)中的天線,具備頻率穩(wěn)定、低成本、制造方便等優(yōu)點。本次實驗旨在通過設(shè)計與仿真,探究微帶貼片天線的特點和工作原理,為日后的實際工作提供經(jīng)驗與指導(dǎo)。
一、實驗設(shè)計
本實驗采用ANSYS HFSS軟件,進行微帶貼片天線設(shè)計與仿真。具體設(shè)計步驟如下:
1.確定工作頻率:選定兩個頻率,分別為f1=1.575GHz和f2=1.775GHz。
2.確定天線類型:選定微帶貼片天線,并確定各種尺寸參數(shù)。
3.繪制天線模型:按照所選參數(shù)大小,在三維CAD軟件中繪制天線模型。
4.分析仿真結(jié)果:通過ANSYS HFSS軟件對所繪制的天線模型進行仿真分析,得到其參數(shù)數(shù)據(jù)與工作特性。
二、實驗步驟
1.確定微帶貼片天線參數(shù):選擇小個號導(dǎo)體板、介質(zhì)為FR-4,板厚t=1.6mm,介電常數(shù)εr=4.3,計算得到微帶傳輸帶寬B和波阻抗Z0:B=13.18GHz和Z0=50Ω。然后,按照“雙貼片-負載”式布局繪制微帶貼片天線。
2.進行天線仿真:導(dǎo)入天線模型,基于ANSYS HFSS建立微帶貼片天線仿真模型,進行仿真,獲取其工作特征曲線。仿真過程中,調(diào)整天線的尺寸參數(shù),使其在f1和f2兩個頻段都較好地工作。
3.分析仿真結(jié)果:根據(jù)仿真結(jié)果,得到天線的阻抗帶寬、諧振頻率、輻射方向圖、增益等屬性數(shù)據(jù),并進行分析。
4.實驗總結(jié):總結(jié)本次實驗所得到的經(jīng)驗和教訓(xùn),對微帶貼片天線的工作原理和特點進行探究。
三、實驗結(jié)果
通過對微帶貼片天線設(shè)計與仿真,得到了如下結(jié)果:
1.在1.575GHz和1.775GHz兩個頻段,微帶貼片天線均具有很好的工作特性。
2.微帶貼片天線的阻抗帶寬分別為3.5%和2.9%,諧振頻率分別為1.575GHz和1.775GHz。
3.微帶貼片天線的輻射方向圖表明天線具有一定的方向性,不同角度的信號接收效果也存在一定的差異。
4.微帶貼片天線的增益高達4.92dB,具有很好的增益性能。
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