微波電路與系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)(1)(已修改)
2025-05-30 09:25 本頁(yè)面
【正文】 實(shí)驗(yàn) 4 微帶天線設(shè)計(jì)與仿真 高源慈 電子科技大學(xué) 2021年 9月 School of Electronic Engineering, University of Electronic Science and Technology of China 微帶天線設(shè)計(jì)與仿真 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? 1. 了解矩形微帶天線的技術(shù)指標(biāo)和設(shè)計(jì)方法； 2. 掌握在 ADS的 Layout中進(jìn)行射頻電路設(shè)計(jì)的方法。 微帶天線設(shè)計(jì)與仿真 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 微帶天線的基礎(chǔ)知識(shí) 矩形微帶天線的設(shè)計(jì)與仿真 微帶天線的基礎(chǔ)知識(shí) 1. 微帶天線簡(jiǎn)介 微帶天線的概念是在 1953年提出來(lái)的，但在近 30年才逐步發(fā)展起來(lái)，是一種新型天線。 微帶貼片天線： 在一個(gè)薄的介質(zhì)板基材上，一面覆上金屬薄層作為接地板，另一面采用蝕刻的辦法做出各種形狀的貼片，利用微帶或同軸對(duì)貼片進(jìn)行饋電。 微帶縫隙天線： 在接地板上開(kāi)各種各樣的槽，通過(guò)微帶線進(jìn)行饋電。 微帶天線一般應(yīng)用在 1～ 50GHz頻率范圍，特殊的天線也可用于幾十兆赫。和常用微波天線相比，有如下優(yōu)點(diǎn)： (1)體積小，重量輕，低剖面 ，能與載體 (如飛行器 )共形 。 (2)電性能多樣化 。不同設(shè)計(jì)的微帶元，其最大輻射方向可以從邊射到端射范圍內(nèi)調(diào)整；易于得到各種極化 。 (3)易集成 。能和有源器件、電路集成為統(tǒng)一的組件。 雷達(dá) 傳感器 2. 微帶天線的主要技術(shù)指標(biāo) ? 輻射方向圖 ? 方向性系數(shù)和天線增益 ? 諧振頻率處反射系數(shù) ? 天線效率 ? 帶寬 ? 極化特性 ? 輻射方向圖 定義 ：是指在離天線一定距離處，輻射場(chǎng)的相對(duì)場(chǎng)強(qiáng)（歸一化模值）隨方向變化的圖形。 ? 方向性系數(shù) 定義 ：在相同的輻射功率下，某天線在空間某點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的平方與理想無(wú)方向性點(diǎn)源天線（該天線的方向圖為一球面）在同一點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度平方的比值。通常取最大輻射方向上的方向性系數(shù)作為天線的方向性系數(shù)。 ? 天線增益 定義 ：在輸入功率相等的條件下，實(shí)際天線與理想的輻射單元在空間同一點(diǎn)處所產(chǎn)生的信號(hào)的功率密度之比。 3. 微帶天線設(shè)計(jì)思路 ① 根據(jù)指標(biāo)要求和基片參數(shù)計(jì)算相關(guān)參數(shù)，如貼片寬度、長(zhǎng)度、饋電位置、饋線寬度等。 ② 在 ADS的布局圖窗口 Layout中初次仿真。 ③ 在原理圖窗口 Schematic中進(jìn)行匹配。 ④ 修改 Layout，再次仿真，完成天線設(shè)計(jì)。 4. 矩形微帶天線的技術(shù)指標(biāo) ? 頻率： 3GHz附近 ? 陶瓷基片：介電常數(shù) εr＝ 厚度 h＝ ? 輸入阻抗： 50?
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