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基于CC2430芯片的2.4GHz微带天线设计

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摘要 针对无线模块中直立式天线体积大、功耗高问题,提出用微带天线替代传统直立式天线的方法,并讨论了微带天线的工作原理。介绍了中心频率为2.4 GHz微带天线的设计流程。根据需求确定微带天线的材料、形状、类型,用公式和软件计算出天线的尺寸等参数,再在Agilent公司的微波电路仿真软件ADS中建立天线模型并对其仿真,通过优化匹配和调整天线模型,得到最佳的天线参数使其特性符合设计要求。
关键词 微带天线;ADS软件;反射系数;优化匹配

随着科学技术的发展,无线传感网络越来越多地被应用于工业生产、安全监测等领域。对于一个无线系统来说,能正确地发送和接收信息是最基本的要求。天线作为无线通信中不可缺少的部分就是用来发送和接收电磁波,对无线系统起着非常重要的作用。而常用无线传输模块中的直立式天线体积太大。为解决这一问题,文中选择使用微带天线,不仅可以减小无线传输设备的体积,也可降低设备功耗、降低成
本。文中以CC2430射频芯片的WSN节点为对象,完成基于CC2430芯片的2.4 GHz微带天线的设计,从而为构成小体积、低功耗的WSN测控系统节点基本硬件奠定了基础。详细论述微带天线设计原理、设计过程以及阻抗匹配方案。

1 天线类型的选择
1.1 微带天线的辐射原理
微带天线即在有金属接地板的介质基片上沉积或贴附所需形状导体贴片构成的微波天线,如图1所示。通常通过微带传输线或者同轴探针馈电,使导体贴片与接地板之间激励起高频电磁场,并通过贴片四周与接地板之间的缝隙向外辐射电磁波。

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1.2 参数要求
文中对天线的要求是工作在2.4 GHz,增益达到3 dB,方向性系数达到5.03 dB,阻抗能达到匹配,天线尺寸在5mm×7mm以内。
1.3 天线形状的选择
贴片形状多种多样,其中圆形微带天线的波瓣宽度较矩形的窄,但方向性系数几乎相同。矩形微带天线所要求辐射元面积较圆形微带天线大,但经过计算,矩形贴片所需的尺寸在可以满足要求的范围内,而且矩形微带天线的效率、宽度都优于圆形微带天线。
1.4 天线馈电方式的选择
微带天线有许多种馈电装置形式,但主要分为微带传输线馈电和同轴线探针馈电。其中微带传输线馈电的馈线也是一导体带,一般具有较窄的宽度。微带传输线馈电制造简单,易于匹配,也易于建模。同轴线探针馈电是将同轴线内导体接到辐射贴片上,外导体接到接地面。同轴线馈电也具有制造简单,易于匹配的优点,同时带宽比较窄,而且建模相对难些。因此选择传输线馈电,设计一个侧馈的矩形微带天线。

2 天线材料的选择
基板材料的介电常数εr和其厚度h直接影响着微带天线的一系列性能指标。一般来说,h的取值决定着天线的体积和重量。如果安装面积有限,应选择εr较大的基板。陶瓷基片是比较常用的介电常数较高的介质基片,其常用的厚度是h=1.27 mm,0.635 mm,0.254mm。其中1.27 mm的基片有较高的天线效率,较宽的带宽以及较高的增益。因此选择1.27 mm的陶瓷基片,其介电常数εr为9.8。

3 天线尺寸的计算
确定矩形贴片的尺寸,即单元长度L和单元宽度W。
3.1 宽度计算
W的大小影响着微带天线的方向性函数、辐射电阻及输入阻抗,从而也影响着频带宽度和辐射效率。另外,W的大小直接支配着微带天线的总尺寸。在安装条件允许的情况下W取适当大一些对频带、效率、及阻抗匹配都有利,但当W的尺寸大于式(1)给出的值时,将产生高次模,从而引起场的畸变。
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其中,c为光速;εr为介质薄板的介电常数;fr为谐振频率。
3.2 长度计算
矩形微带天线的单元长度L在理论上应选取其波长的一半即闂傚倸鍊搁崐鎼佸磹閹间礁纾归柟闂寸绾惧綊鏌熼梻瀵割槮缁炬儳缍婇弻鐔兼⒒鐎靛壊妲紒鐐劤缂嶅﹪寮婚悢鍏尖拻閻庨潧澹婂Σ顔剧磼閻愵剙鍔ょ紓宥咃躬瀵鎮㈤崗灏栨嫽闁诲酣娼ф竟濠偽i鍓х<闁诡垎鍐f寖闂佺娅曢幑鍥灳閺冨牆绀冩い蹇庣娴滈箖鏌ㄥ┑鍡欏嚬缂併劌銈搁弻鐔兼儌閸濄儳袦闂佸搫鐭夌紞渚€銆佸鈧幃娆撳箹椤撶噥妫ч梻鍌欑窔濞佳兾涘▎鎴炴殰闁圭儤顨愮紞鏍ㄧ節闂堟侗鍎愰柡鍛叀閺屾稑鈽夐崡鐐差潻濡炪們鍎查懝楣冨煘閹寸偛绠犻梺绋匡攻椤ㄥ棝骞堥妸鈺傚€婚柦妯侯槺閿涙稑鈹戦悙鏉戠亶闁瑰磭鍋ゅ畷鍫曨敆娴i晲缂撶紓鍌欑椤戝懘鎮樺┑瀣€垫い鎾跺枍缁诲棝鏌曢崼婵堢闁告帊鍗抽弻娑㈡偆娴i晲绨界紓渚囧枦椤曆囧煡婢跺á鐔荤疀閹惧墎楔闂佽桨鐒﹂崝娆忕暦閵娾晩鏁婇悹渚厛閺€銊х磽閸屾艾鈧绮堟笟鈧、鏍礋椤栨稑娈戦梺鍛婃尫閻掞箓锝為弴銏$厵闁硅鍔﹂崵娆戠棯閹冩倯闁逛究鍔岄~婊堝幢濡も偓楠炲姊虹粙娆惧剱闁圭懓娲獮鍐ㄢ堪閸喎娈熼梺闈涱槶閸庮噣宕戦幘璇查敜婵°倓鑳堕崣鍡涙⒑閸濆嫭澶勬慨妯稿姂瀹曟繂顓兼径瀣幍闂佸憡鍔樼亸娆撴倿閸涘﹥鍙忓┑鐘插鐢盯鏌熷畡鐗堝殗鐎规洏鍔嶇换婵嬪磼濞戞瑧鏆梻鍌氬€峰ù鍥х暦閻㈢ǹ绐楅柛鈩冪☉绾惧潡鏌熼幆鐗堫棄缂佺姵鐓¢弻鏇$疀閺囩儐鈧本绻涚粭鍝勫闁哄苯绉烽¨渚€鏌涢幘瀵告噰妞ゃ垺宀搁弫鎰板幢濞嗘垹妲囨繝娈垮枟閿曗晠宕㈤崗鑲╊洸婵犲﹤鎳愮壕濂告煟閹伴潧澧い搴㈢矊椤啰鈧稒蓱閸婃劗鈧鍠楅悡锟犮€佸Δ鍛妞ゆ垼濮ょ€氬ジ姊绘担鍛婅础閺嬵亝绻涢幘顕呮缂侇喖顭烽獮妯尖偓闈涙憸椤旀洟鏌i悩鍙夊巶闁告侗鍘奸悡鍌炴⒑鏉炴壆顦﹂柣妤€锕ョ粚杈ㄧ節閸ヮ灛褔鏌涘☉鍗炴灈婵炲懌鍊濆铏圭矙濞嗘儳鍓梺鍛婃尰缁诲嫰骞戦姀鐘斀闁搞儮鏅濋惁鍫ユ⒑缁嬫寧婀扮紒瀣灥閳诲秹鏁愰崪浣瑰瘜闂侀潧鐗嗙换鎺楀礆娴煎瓨鐓忛柛顐ゅ枑閸婃劖顨ラ悙鎻掓殲缂佸倹甯為埀顒婄到閻忔岸寮查鈧埞鎴︽倷閺夋垹浠搁柦鍐憾閹綊宕堕埡浣锋濠殿喖锕ㄥ▍锝夊箯閻樿鐏抽柧蹇e亞娴滃爼姊绘担钘夊惞闁革綇闄勬穱濠囧炊椤掆偓缁犳煡鏌曡箛鏇炐涢柡鈧禒瀣€甸柨婵嗙凹缁ㄤ粙鏌涙繝鍕槐婵﹥妞藉Λ鍐归妶鍡欐创鐎规洘锕㈡俊鎼佸Ψ椤旇棄鏋犳繝鐢靛Х閺佸憡鎱ㄩ悜钘夋瀬闁告稑锕ラ崣蹇涙煟閹达絾顥夐柡瀣╃窔閺岀喖姊荤€靛壊妲紒鐐礃椤濡甸崟顖氬唨妞ゆ劦婢€缁爼姊虹紒妯虹瑨闁诲繑宀告俊鐢稿礋椤栨氨顔婇梺鐟扮摠缁诲秵绂掗懖鈺冪<闁绘劦鍓欓崝銈嗐亜椤撶姴鍘寸€殿喖顭烽幃銏ゆ偂鎼达綆妲堕柣鐔哥矊缁绘帡寮灏栨闁靛骏绱曢崢浠嬫⒑鐟欏嫬鍔ゆい鏇ㄥ幖鐓ら柟缁㈠枟閻撴瑦銇勯弮鍌滄憘婵炲牊绮撻弻鈩冩媴閻熸澘顫嶉梺璇″灡濡啴宕规ィ鍐╁殤妞ゆ帊鐒﹀▍锕€鈹戦悩鍨毄濠殿噮鍙冮獮蹇涘礃椤旇偐顦ㄥ銈呯箰閸熺増銇欓幎鑺モ拻濞撴埃鍋撻柍褜鍓氱粙鎾诲煘閹烘鐓曢柡鍌濇硶鑲栭梺鐟扮畭閸ㄥ綊鍩為幋鐘亾閿濆簼绨荤紒鎰☉椤啴濡堕崱妯碱槬闂佺懓鍟跨粔鐟扮暦椤愨懡鏃堝川椤旇瀚藉┑鐐舵彧缁蹭粙骞夐敍鍕闁跨喓濮甸悡娆撴煣韫囷絽浜濋悘蹇曟暬閺屽秷顧侀柛鎾磋壘椤繈濡搁敂鑺ョ彿濠德板€撻懗鍫曞煘瀹ュ應鏀介柣妯哄级閹兼劗绱掗悩鍨殌闂囧鏌ㄥ┑鍡欏闁逞屽厸缁瑦淇婇幖浣哥厸闁稿本绮屽鎶芥⒒娴e憡鎯堥柛鐔哄█瀹曟垿骞樼紒妯煎幈闁硅壈鎻槐鏇㈡晬瀹ュ洨纾奸弶鍫氭櫅娴犺鲸顨ラ悙鏉戠瑨閾绘牕霉閿濆懎绾ч悗姘矙濮婄粯鎷呴崨闈涚秺瀵敻顢楅崟顒€浠梺闈浥堥弲娑氱矆閸屾壕鍋撻崗澶婁壕闂佸憡娲﹂崜娑㈠储閻㈠憡鈷戦柟顖嗗嫮顩伴梺绋款儏閹冲酣鎮惧畡鎵殕闁逞屽墴閸┾偓妞ゆ帒鍠氬ḿ鎰箾閸欏鐭掔€殿噮鍋嗛幏鐘差啅椤斿吋顓垮┑鐐差嚟婵挳顢栭幇鏉挎瀬闁搞儺鍓氶悡鐔兼煙闁箑寮鹃柛鐔风箻閺屾盯鎮欓崹顐f瘓濠殿喖锕︾划顖炲箯閸涘瓨鍤嶉柕澹讲鍋撴繝鍥ㄢ拺闂傚牃鏅濈粔鍓佺磼閻樿櫕宕岄柣娑卞枦缁犳稑鈽夊▎鎰仧闂備浇娉曢崳锕傚箯閿燂拷...,但考虑到边缘场的影响,应该从闂傚倸鍊搁崐鎼佸磹閹间礁纾归柟闂寸绾惧綊鏌熼梻瀵割槮缁炬儳缍婇弻鐔兼⒒鐎靛壊妲紒鐐劤缂嶅﹪寮婚悢鍏尖拻閻庨潧澹婂Σ顔剧磼閻愵剙鍔ょ紓宥咃躬瀵鎮㈤崗灏栨嫽闁诲酣娼ф竟濠偽i鍓х<闁诡垎鍐f寖闂佺娅曢幑鍥灳閺冨牆绀冩い蹇庣娴滈箖鏌ㄥ┑鍡欏嚬缂併劌銈搁弻鐔兼儌閸濄儳袦闂佸搫鐭夌紞渚€銆佸鈧幃娆撳箹椤撶噥妫ч梻鍌欑窔濞佳兾涘▎鎴炴殰闁圭儤顨愮紞鏍ㄧ節闂堟侗鍎愰柡鍛叀閺屾稑鈽夐崡鐐差潻濡炪們鍎查懝楣冨煘閹寸偛绠犻梺绋匡攻椤ㄥ棝骞堥妸鈺傚€婚柦妯侯槺閿涙稑鈹戦悙鏉戠亶闁瑰磭鍋ゅ畷鍫曨敆娴i晲缂撶紓鍌欑椤戝懘鎮樺┑瀣€垫い鎾跺枍缁诲棝鏌曢崼婵堢闁告帊鍗抽弻娑㈡偆娴i晲绨界紓渚囧枦椤曆囧煡婢跺á鐔荤疀閹惧墎楔闂佽桨鐒﹂崝娆忕暦閵娾晩鏁婇悹渚厛閺€銊х磽閸屾艾鈧绮堟笟鈧、鏍礋椤栨稑娈戦梺鍛婃尫閻掞箓锝為弴銏$厵闁硅鍔﹂崵娆戠棯閹冩倯闁逛究鍔岄~婊堝幢濡も偓楠炲姊虹粙娆惧剱闁圭懓娲獮鍐ㄢ堪閸喎娈熼梺闈涱槶閸庮噣宕戦幘璇查敜婵°倓鑳堕崣鍡涙⒑閸濆嫭澶勬慨妯稿姂瀹曟繂顓兼径瀣幍闂佸憡鍔樼亸娆撴倿閸涘﹥鍙忓┑鐘插鐢盯鏌熷畡鐗堝殗鐎规洏鍔嶇换婵嬪磼濞戞瑧鏆梻鍌氬€峰ù鍥х暦閻㈢ǹ绐楅柛鈩冪☉绾惧潡鏌熼幆鐗堫棄缂佺姵鐓¢弻鏇$疀閺囩儐鈧本绻涚粭鍝勫闁哄苯绉烽¨渚€鏌涢幘瀵告噰妞ゃ垺宀搁弫鎰板幢濞嗘垹妲囨繝娈垮枟閿曗晠宕㈤崗鑲╊洸婵犲﹤鎳愮壕濂告煟閹伴潧澧い搴㈢矊椤啰鈧稒蓱閸婃劗鈧鍠楅悡锟犮€佸Δ鍛妞ゆ垼濮ょ€氬ジ姊绘担鍛婅础閺嬵亝绻涢幘顕呮缂侇喖顭烽獮妯尖偓闈涙憸椤旀洟鏌i悩鍙夊巶闁告侗鍘奸悡鍌炴⒑鏉炴壆顦﹂柣妤€锕ョ粚杈ㄧ節閸ヮ灛褔鏌涘☉鍗炴灈婵炲懌鍊濆铏圭矙濞嗘儳鍓梺鍛婃尰缁诲嫰骞戦姀鐘斀闁搞儮鏅濋惁鍫ユ⒑缁嬫寧婀扮紒瀣灥閳诲秹鏁愰崪浣瑰瘜闂侀潧鐗嗙换鎺楀礆娴煎瓨鐓忛柛顐ゅ枑閸婃劖顨ラ悙鎻掓殲缂佸倹甯為埀顒婄到閻忔岸寮查鈧埞鎴︽倷閺夋垹浠搁柦鍐憾閹綊宕堕埡浣锋濠殿喖锕ㄥ▍锝夊箯閻樿鐏抽柧蹇e亞娴滃爼姊绘担钘夊惞闁革綇闄勬穱濠囧炊椤掆偓缁犳煡鏌曡箛鏇炐涢柡鈧禒瀣€甸柨婵嗙凹缁ㄤ粙鏌涙繝鍕槐婵﹥妞藉Λ鍐归妶鍡欐创鐎规洘锕㈡俊鎼佸Ψ椤旇棄鏋犳繝鐢靛Х閺佸憡鎱ㄩ悜钘夋瀬闁告稑锕ラ崣蹇涙煟閹达絾顥夐柡瀣╃窔閺岀喖姊荤€靛壊妲紒鐐礃椤濡甸崟顖氬唨妞ゆ劦婢€缁爼姊虹紒妯虹瑨闁诲繑宀告俊鐢稿礋椤栨氨顔婇梺鐟扮摠缁诲秵绂掗懖鈺冪<闁绘劦鍓欓崝銈嗐亜椤撶姴鍘寸€殿喖顭烽幃銏ゆ偂鎼达綆妲堕柣鐔哥矊缁绘帡寮灏栨闁靛骏绱曢崢浠嬫⒑鐟欏嫬鍔ゆい鏇ㄥ幖鐓ら柟缁㈠枟閻撴瑦銇勯弮鍌滄憘婵炲牊绮撻弻鈩冩媴閻熸澘顫嶉梺璇″灡濡啴宕规ィ鍐╁殤妞ゆ帊鐒﹀▍锕€鈹戦悩鍨毄濠殿噮鍙冮獮蹇涘礃椤旇偐顦ㄥ銈呯箰閸熺増銇欓幎鑺モ拻濞撴埃鍋撻柍褜鍓氱粙鎾诲煘閹烘鐓曢柡鍌濇硶鑲栭梺鐟扮畭閸ㄥ綊鍩為幋鐘亾閿濆簼绨荤紒鎰☉椤啴濡堕崱妯碱槬闂佺懓鍟跨粔鐟扮暦椤愨懡鏃堝川椤旇瀚藉┑鐐舵彧缁蹭粙骞夐敍鍕闁跨喓濮甸悡娆撴煣韫囷絽浜濋悘蹇曟暬閺屽秷顧侀柛鎾磋壘椤繈濡搁敂鑺ョ彿濠德板€撻懗鍫曞煘瀹ュ應鏀介柣妯哄级閹兼劗绱掗悩鍨殌闂囧鏌ㄥ┑鍡欏闁逞屽厸缁瑦淇婇幖浣哥厸闁稿本绮屽鎶芥⒒娴e憡鎯堥柛鐔哄█瀹曟垿骞樼紒妯煎幈闁硅壈鎻槐鏇㈡晬瀹ュ洨纾奸弶鍫氭櫅娴犺鲸顨ラ悙鏉戠瑨閾绘牕霉閿濆懎绾ч悗姘矙濮婄粯鎷呴崨闈涚秺瀵敻顢楅崟顒€浠梺闈浥堥弲娑氱矆閸屾壕鍋撻崗澶婁壕闂佸憡娲﹂崜娑㈠储閻㈠憡鈷戦柟顖嗗嫮顩伴梺绋款儏閹冲酣鎮惧畡鎵殕闁逞屽墴閸┾偓妞ゆ帒鍠氬ḿ鎰箾閸欏鐭掔€殿噮鍋嗛幏鐘差啅椤斿吋顓垮┑鐐差嚟婵挳顢栭幇鏉挎瀬闁搞儺鍓氶悡鐔兼煙闁箑寮鹃柛鐔风箻閺屾盯鎮欓崹顐f瘓濠殿喖锕︾划顖炲箯閸涘瓨鍤嶉柕澹讲鍋撴繝鍥ㄢ拺闂傚牃鏅濈粔鍓佺磼閻樿櫕宕岄柣娑卞枦缁犳稑鈽夊▎鎰仧闂備浇娉曢崳锕傚箯閿燂拷...减去2△L,L由式(2)计算。
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其中,λg为介质内波长;εe是有效介电常数;△l是实际受边缘场的影响而算出的一个修正公式,分别由式(3)~式(5)计算。
闂傚倸鍊搁崐鎼佸磹閹间礁纾归柟闂寸绾惧綊鏌熼梻瀵割槮缁炬儳缍婇弻鐔兼⒒鐎靛壊妲紒鐐劤缂嶅﹪寮婚悢鍏尖拻閻庨潧澹婂Σ顔剧磼閻愵剙鍔ょ紓宥咃躬瀵鎮㈤崗灏栨嫽闁诲酣娼ф竟濠偽i鍓х<闁诡垎鍐f寖闂佺娅曢幑鍥灳閺冨牆绀冩い蹇庣娴滈箖鏌ㄥ┑鍡欏嚬缂併劌銈搁弻鐔兼儌閸濄儳袦闂佸搫鐭夌紞渚€銆佸鈧幃娆撳箹椤撶噥妫ч梻鍌欑窔濞佳兾涘▎鎴炴殰闁圭儤顨愮紞鏍ㄧ節闂堟侗鍎愰柡鍛叀閺屾稑鈽夐崡鐐差潻濡炪們鍎查懝楣冨煘閹寸偛绠犻梺绋匡攻椤ㄥ棝骞堥妸鈺傚€婚柦妯侯槺閿涙稑鈹戦悙鏉戠亶闁瑰磭鍋ゅ畷鍫曨敆娴i晲缂撶紓鍌欑椤戝懘鎮樺┑瀣€垫い鎾跺枍缁诲棝鏌曢崼婵堢闁告帊鍗抽弻娑㈡偆娴i晲绨界紓渚囧枦椤曆囧煡婢跺á鐔荤疀閹惧墎楔闂佽桨鐒﹂崝娆忕暦閵娾晩鏁婇悹渚厛閺€銊х磽閸屾艾鈧绮堟笟鈧、鏍礋椤栨稑娈戦梺鍛婃尫閻掞箓锝為弴銏$厵闁硅鍔﹂崵娆戠棯閹冩倯闁逛究鍔岄~婊堝幢濡も偓楠炲姊虹粙娆惧剱闁圭懓娲獮鍐ㄢ堪閸喎娈熼梺闈涱槶閸庮噣宕戦幘璇查敜婵°倓鑳堕崣鍡涙⒑閸濆嫭澶勬慨妯稿姂瀹曟繂顓兼径瀣幍闂佸憡鍔樼亸娆撴倿閸涘﹥鍙忓┑鐘插鐢盯鏌熷畡鐗堝殗鐎规洏鍔嶇换婵嬪磼濞戞瑧鏆梻鍌氬€峰ù鍥х暦閻㈢ǹ绐楅柛鈩冪☉绾惧潡鏌熼幆鐗堫棄缂佺姵鐓¢弻鏇$疀閺囩儐鈧本绻涚粭鍝勫闁哄苯绉烽¨渚€鏌涢幘瀵告噰妞ゃ垺宀搁弫鎰板幢濞嗘垹妲囨繝娈垮枟閿曗晠宕㈤崗鑲╊洸婵犲﹤鎳愮壕濂告煟閹伴潧澧い搴㈢矊椤啰鈧稒蓱閸婃劗鈧鍠楅悡锟犮€佸Δ鍛妞ゆ垼濮ょ€氬ジ姊绘担鍛婅础閺嬵亝绻涢幘顕呮缂侇喖顭烽獮妯尖偓闈涙憸椤旀洟鏌i悩鍙夊巶闁告侗鍘奸悡鍌炴⒑鏉炴壆顦﹂柣妤€锕ョ粚杈ㄧ節閸ヮ灛褔鏌涘☉鍗炴灈婵炲懌鍊濆铏圭矙濞嗘儳鍓梺鍛婃尰缁诲嫰骞戦姀鐘斀闁搞儮鏅濋惁鍫ユ⒑缁嬫寧婀扮紒瀣灥閳诲秹鏁愰崪浣瑰瘜闂侀潧鐗嗙换鎺楀礆娴煎瓨鐓忛柛顐ゅ枑閸婃劖顨ラ悙鎻掓殲缂佸倹甯為埀顒婄到閻忔岸寮查鈧埞鎴︽倷閺夋垹浠搁柦鍐憾閹綊宕堕埡浣锋濠殿喖锕ㄥ▍锝夊箯閻樿鐏抽柧蹇e亞娴滃爼姊绘担钘夊惞闁革綇闄勬穱濠囧炊椤掆偓缁犳煡鏌曡箛鏇炐涢柡鈧禒瀣€甸柨婵嗙凹缁ㄤ粙鏌涙繝鍕槐婵﹥妞藉Λ鍐归妶鍡欐创鐎规洘锕㈡俊鎼佸Ψ椤旇棄鏋犳繝鐢靛Х閺佸憡鎱ㄩ悜钘夋瀬闁告稑锕ラ崣蹇涙煟閹达絾顥夐柡瀣╃窔閺岀喖姊荤€靛壊妲紒鐐礃椤濡甸崟顖氬唨妞ゆ劦婢€缁爼姊虹紒妯虹瑨闁诲繑宀告俊鐢稿礋椤栨氨顔婇梺鐟扮摠缁诲秵绂掗懖鈺冪<闁绘劦鍓欓崝銈嗐亜椤撶姴鍘寸€殿喖顭烽幃銏ゆ偂鎼达綆妲堕柣鐔哥矊缁绘帡寮灏栨闁靛骏绱曢崢浠嬫⒑鐟欏嫬鍔ゆい鏇ㄥ幖鐓ら柟缁㈠枟閻撴瑦銇勯弮鍌滄憘婵炲牊绮撻弻鈩冩媴閻熸澘顫嶉梺璇″灡濡啴宕规ィ鍐╁殤妞ゆ帊鐒﹀▍锕€鈹戦悩鍨毄濠殿噮鍙冮獮蹇涘礃椤旇偐顦ㄥ銈呯箰閸熺増銇欓幎鑺モ拻濞撴埃鍋撻柍褜鍓氱粙鎾诲煘閹烘鐓曢柡鍌濇硶鑲栭梺鐟扮畭閸ㄥ綊鍩為幋鐘亾閿濆簼绨荤紒鎰☉椤啴濡堕崱妯碱槬闂佺懓鍟跨粔鐟扮暦椤愨懡鏃堝川椤旇瀚藉┑鐐舵彧缁蹭粙骞夐敍鍕闁跨喓濮甸悡娆撴煣韫囷絽浜濋悘蹇曟暬閺屽秷顧侀柛鎾磋壘椤繈濡搁敂鑺ョ彿濠德板€撻懗鍫曞煘瀹ュ應鏀介柣妯哄级閹兼劗绱掗悩鍨殌闂囧鏌ㄥ┑鍡欏闁逞屽厸缁瑦淇婇幖浣哥厸闁稿本绮屽鎶芥⒒娴e憡鎯堥柛鐔哄█瀹曟垿骞樼紒妯煎幈闁硅壈鎻槐鏇㈡晬瀹ュ洨纾奸弶鍫氭櫅娴犺鲸顨ラ悙鏉戠瑨閾绘牕霉閿濆懎绾ч悗姘矙濮婄粯鎷呴崨闈涚秺瀵敻顢楅崟顒€浠梺闈浥堥弲娑氱矆閸屾壕鍋撻崗澶婁壕闂佸憡娲﹂崜娑㈠储閻㈠憡鈷戦柟顖嗗嫮顩伴梺绋款儏閹冲酣鎮惧畡鎵殕闁逞屽墴閸┾偓妞ゆ帒鍠氬ḿ鎰箾閸欏鐭掔€殿噮鍋嗛幏鐘差啅椤斿吋顓垮┑鐐差嚟婵挳顢栭幇鏉挎瀬闁搞儺鍓氶悡鐔兼煙闁箑寮鹃柛鐔风箻閺屾盯鎮欓崹顐f瘓濠殿喖锕︾划顖炲箯閸涘瓨鍤嶉柕澹讲鍋撴繝鍥ㄢ拺闂傚牃鏅濈粔鍓佺磼閻樿櫕宕岄柣娑卞枦缁犳稑鈽夊▎鎰仧闂備浇娉曢崳锕傚箯閿燂拷...
馈线宽度d可由Transmission Line Calculator软件计算得出。
在设计中,εr=9.8;fr=2.4 GHz;h=1.27 mm,把这些参数代入,计算得到矩形微带贴片天线参数:W=26.89 mm;L=19.71 mm;d=1.23mm。

4 天线设计

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对设计好的天线仿真,设置扫描类型为线型,频率范围1.4~2.4 GHz,扫描间隔为0.1 GHz,仿真结果如图3所示。

闂傚倸鍊搁崐鎼佸磹閹间礁纾归柟闂寸绾惧綊鏌熼梻瀵割槮缁炬儳缍婇弻鐔兼⒒鐎靛壊妲紒鐐劤缂嶅﹪寮婚悢鍏尖拻閻庨潧澹婂Σ顔剧磼閻愵剙鍔ょ紓宥咃躬瀵鎮㈤崗灏栨嫽闁诲酣娼ф竟濠偽i鍓х<闁诡垎鍐f寖闂佺娅曢幑鍥灳閺冨牆绀冩い蹇庣娴滈箖鏌ㄥ┑鍡欏嚬缂併劌銈搁弻鐔兼儌閸濄儳袦闂佸搫鐭夌紞渚€銆佸鈧幃娆撳箹椤撶噥妫ч梻鍌欑窔濞佳兾涘▎鎴炴殰闁圭儤顨愮紞鏍ㄧ節闂堟侗鍎愰柡鍛叀閺屾稑鈽夐崡鐐差潻濡炪們鍎查懝楣冨煘閹寸偛绠犻梺绋匡攻椤ㄥ棝骞堥妸鈺傚€婚柦妯侯槺閿涙稑鈹戦悙鏉戠亶闁瑰磭鍋ゅ畷鍫曨敆娴i晲缂撶紓鍌欑椤戝懘鎮樺┑瀣€垫い鎾跺枍缁诲棝鏌曢崼婵堢闁告帊鍗抽弻娑㈡偆娴i晲绨界紓渚囧枦椤曆囧煡婢跺á鐔荤疀閹惧墎楔闂佽桨鐒﹂崝娆忕暦閵娾晩鏁婇悹渚厛閺€銊х磽閸屾艾鈧绮堟笟鈧、鏍礋椤栨稑娈戦梺鍛婃尫閻掞箓锝為弴銏$厵闁硅鍔﹂崵娆戠棯閹冩倯闁逛究鍔岄~婊堝幢濡も偓楠炲姊虹粙娆惧剱闁圭懓娲獮鍐ㄢ堪閸喎娈熼梺闈涱槶閸庮噣宕戦幘璇查敜婵°倓鑳堕崣鍡涙⒑閸濆嫭澶勬慨妯稿姂瀹曟繂顓兼径瀣幍闂佸憡鍔樼亸娆撴倿閸涘﹥鍙忓┑鐘插鐢盯鏌熷畡鐗堝殗鐎规洏鍔嶇换婵嬪磼濞戞瑧鏆梻鍌氬€峰ù鍥х暦閻㈢ǹ绐楅柛鈩冪☉绾惧潡鏌熼幆鐗堫棄缂佺姵鐓¢弻鏇$疀閺囩儐鈧本绻涚粭鍝勫闁哄苯绉烽¨渚€鏌涢幘瀵告噰妞ゃ垺宀搁弫鎰板幢濞嗘垹妲囨繝娈垮枟閿曗晠宕㈤崗鑲╊洸婵犲﹤鎳愮壕濂告煟閹伴潧澧い搴㈢矊椤啰鈧稒蓱閸婃劗鈧鍠楅悡锟犮€佸Δ鍛妞ゆ垼濮ょ€氬ジ姊绘担鍛婅础閺嬵亝绻涢幘顕呮缂侇喖顭烽獮妯尖偓闈涙憸椤旀洟鏌i悩鍙夊巶闁告侗鍘奸悡鍌炴⒑鏉炴壆顦﹂柣妤€锕ョ粚杈ㄧ節閸ヮ灛褔鏌涘☉鍗炴灈婵炲懌鍊濆铏圭矙濞嗘儳鍓梺鍛婃尰缁诲嫰骞戦姀鐘斀闁搞儮鏅濋惁鍫ユ⒑缁嬫寧婀扮紒瀣灥閳诲秹鏁愰崪浣瑰瘜闂侀潧鐗嗙换鎺楀礆娴煎瓨鐓忛柛顐ゅ枑閸婃劖顨ラ悙鎻掓殲缂佸倹甯為埀顒婄到閻忔岸寮查鈧埞鎴︽倷閺夋垹浠搁柦鍐憾閹綊宕堕埡浣锋濠殿喖锕ㄥ▍锝夊箯閻樿鐏抽柧蹇e亞娴滃爼姊绘担钘夊惞闁革綇闄勬穱濠囧炊椤掆偓缁犳煡鏌曡箛鏇炐涢柡鈧禒瀣€甸柨婵嗙凹缁ㄤ粙鏌涙繝鍕槐婵﹥妞藉Λ鍐归妶鍡欐创鐎规洘锕㈡俊鎼佸Ψ椤旇棄鏋犳繝鐢靛Х閺佸憡鎱ㄩ悜钘夋瀬闁告稑锕ラ崣蹇涙煟閹达絾顥夐柡瀣╃窔閺岀喖姊荤€靛壊妲紒鐐礃椤濡甸崟顖氬唨妞ゆ劦婢€缁爼姊虹紒妯虹瑨闁诲繑宀告俊鐢稿礋椤栨氨顔婇梺鐟扮摠缁诲秵绂掗懖鈺冪<闁绘劦鍓欓崝銈嗐亜椤撶姴鍘寸€殿喖顭烽幃銏ゆ偂鎼达綆妲堕柣鐔哥矊缁绘帡寮灏栨闁靛骏绱曢崢浠嬫⒑鐟欏嫬鍔ゆい鏇ㄥ幖鐓ら柟缁㈠枟閻撴瑦銇勯弮鍌滄憘婵炲牊绮撻弻鈩冩媴閻熸澘顫嶉梺璇″灡濡啴宕规ィ鍐╁殤妞ゆ帊鐒﹀▍锕€鈹戦悩鍨毄濠殿噮鍙冮獮蹇涘礃椤旇偐顦ㄥ銈呯箰閸熺増銇欓幎鑺モ拻濞撴埃鍋撻柍褜鍓氱粙鎾诲煘閹烘鐓曢柡鍌濇硶鑲栭梺鐟扮畭閸ㄥ綊鍩為幋鐘亾閿濆簼绨荤紒鎰☉椤啴濡堕崱妯碱槬闂佺懓鍟跨粔鐟扮暦椤愨懡鏃堝川椤旇瀚藉┑鐐舵彧缁蹭粙骞夐敍鍕闁跨喓濮甸悡娆撴煣韫囷絽浜濋悘蹇曟暬閺屽秷顧侀柛鎾磋壘椤繈濡搁敂鑺ョ彿濠德板€撻懗鍫曞煘瀹ュ應鏀介柣妯哄级閹兼劗绱掗悩鍨殌闂囧鏌ㄥ┑鍡欏闁逞屽厸缁瑦淇婇幖浣哥厸闁稿本绮屽鎶芥⒒娴e憡鎯堥柛鐔哄█瀹曟垿骞樼紒妯煎幈闁硅壈鎻槐鏇㈡晬瀹ュ洨纾奸弶鍫氭櫅娴犺鲸顨ラ悙鏉戠瑨閾绘牕霉閿濆懎绾ч悗姘矙濮婄粯鎷呴崨闈涚秺瀵敻顢楅崟顒€浠梺闈浥堥弲娑氱矆閸屾壕鍋撻崗澶婁壕闂佸憡娲﹂崜娑㈠储閻㈠憡鈷戦柟顖嗗嫮顩伴梺绋款儏閹冲酣鎮惧畡鎵殕闁逞屽墴閸┾偓妞ゆ帒鍠氬ḿ鎰箾閸欏鐭掔€殿噮鍋嗛幏鐘差啅椤斿吋顓垮┑鐐差嚟婵挳顢栭幇鏉挎瀬闁搞儺鍓氶悡鐔兼煙闁箑寮鹃柛鐔风箻閺屾盯鎮欓崹顐f瘓濠殿喖锕︾划顖炲箯閸涘瓨鍤嶉柕澹讲鍋撴繝鍥ㄢ拺闂傚牃鏅濈粔鍓佺磼閻樿櫕宕岄柣娑卞枦缁犳稑鈽夊▎鎰仧闂備浇娉曢崳锕傚箯閿燂拷...

从图中可以看出,理论计算结果与实际相符,中心频率约为2.4 GHz。只有天线的输入阻抗等于馈线的特性阻抗时,馈线终端才没有功率反射,馈线上没有驻波,天线才能获得最大功率。从输入阻抗图得到,在2.4 GHz时天线输入阻抗实部为8.55,虚部为-42.05,他与50 Ω馈电系统不匹配,反射系数S11较大,

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