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。