基于双锥同轴馈电的吸顶天线优化设计　

设计围绕的中心频率约为4GHz，且回波损耗小于15dB，达到了中心频率的技术要求。

2.2 电压驻波比

由图3可以看出，在中心频率为4GHz时，电压驻波比达到1.4，而VSWR≤2.0的带宽达到800MHz(3.7GHz~4.5GHz)，相对带宽约为20%，符合宽频带工作天线电压驻波比小于2.0的要求。

2.3 Smith圆图

由图4可知，双锥吸顶天线的阻抗匹配是可以实现的。当中心频率为4GHz时，其归一化阻抗约为1。

2.4 输入阻抗

输入阻抗是阻抗匹配的关键，由于传输线和其他电子线路如输入端口阻抗，其本质上是等效阻抗，因此我们可以将天线的输入阻抗通过HFSS直接表现出来。由图5可知，在中心频率为4GHz的室内天线设计中，输入阻抗约为(59-j17) ，比较接近理论分析，而且更容易匹配，同时也满足50 的输入阻抗要求。

2.5 模式

天线方向图是方向函数的图形表示，它用来描述天线辐射特性随着空间方向坐标的变化，辐射特性有辐射强度、场强、相位和极化，通常在远场半径为常数的大球面上讨论。天线辐射(接收)的功率或场强随位置方向坐标的变化规律，分别称为功率方向图或场强方向图。在定义辐射表面的基础上，利用HFSS软件进行仿真，E面、H面和3D方向图分别如图6和图7所示。

由3D仿真图可以看出，设计在各个方向的增益都是最强的，基本满足天线全向性的设计要求。

3 结论

本文提出了一种新型同轴馈电微带的设计，在传统天线的基础上，进行锥角优化、天线选择、特性阻抗分析，选择同轴设计的长度和形状优化，并通过HFSS进行模拟仿真。设计结果表明，优化后的同轴馈电微带天线可以满足4GHz的工作频率，天线达到最大增益时的驻波比为1.4，满足宽频带全向天线的设计要求。这种设计方式是天线设计的基础，在室内通信和定位领域上，具有很强的工程应用价值。

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本文来源于《电子产品世界》2017年第9期第37页，欢迎您写论文时引用，并注明出处。