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设计和仿真无线局域网设备(WLAN)天线

作者:时间:2013-11-14来源:网络收藏

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/259662.htm

图3显示了FR4介电常数在4.2~5.0之间的变化对偶极子谐振频率的影响。此处我们注意到,介电常数越高,则共振频率越低。这个结果不出所 料,因为相对于介电常数升高而造成基片材料中的波长减少,偶极子本身具有较大的电尺寸。当设计低制造成本产品时,通常会存在这些变化,考虑这些因素特 别重要。

图3 FR4PCB介电常数变化对谐振频率的影响

通过查看图4中显示的几何结构的变化对天线表面电流的影响,可对天线设计得到进一步的了解。

表面电流图对诊断失配或不希望有的耦合的来源非常有帮助,图中的电流密度用多种颜色来表示,并通过对电流相位进行360°扫描动态刷新而得到动画效果。

现在,可以看到电流是如何被引入到相邻结构中或在何处引起了不希望有的谐振,从而进一步进行修正。

这比传统的试探法多次加工和调整电路板或不断地进行切割、粘贴电路板要精确和高效得多。

图4 印刷偶极子天线上的表面电流的动画显示有助于确定和修正与相邻结构发生不希望有的耦合,或发生反射和谐振的位置

Momentum中使用的矩量法(MOM)仿真技术假设介质平面是无限大的。大多数应用都近似满足这样的条件。在必须考虑有限介质效应的情况下(如印刷偶极非常紧密地贴近PCB边缘时),可以通过全仿真工具,使用有限元方法(FEM)进行分析。图5显示了使用由Agilent EEs of EDA开发的电磁设计系统(EMDS)进行仿真的情形,将偶极子天线先后放置在与PCB边缘间隔5mm和2mm的位置,结果发现谐振频率发生了大约100MHz的偏移。

图5 全仿真显示印刷偶极子天线在靠近PCB边缘时的效应。将偶极子天线从距离PCB边缘5mm处移动到2mm处时,谐振频率向上偏移100MHz



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