Microstrip Antenna-HFSS教程

• Microstrip Antenna簡介
• Microstrip Patch Antenna(微帶貼片天線) 2.1 Square Microstrip Antenna -- 2.4GHz Example, HFSS v11 範例12.2 Rectangular Microstrip Antenna -- 2.4GHz Example, HFSS v11 範例2 2.3 Circle Microstrip Antenna -- 2.4GHz Example, HFSS v11 範例3
• Microstrip Dipole Antenna(微帶振子天線) 3.1 3.2
• Microstrip Line Antenna(微帶線型天線, 微帶行波天線) 4.1 延著板邊繞線 4.2 集中板子一側繞線
• Microstrip Slot Antenna(微帶縫隙天線, 微帶開槽天線) 5.1 5.2
• Microstrip Array Antenna(微帶陣列天線) 6.1 6.2

• Microstrip Antenna簡介
  

微帶天線(Microstrip Antenna)就是利用微帶線(Microstrip line)結構，由導体薄片在背面有地平面的介質基板上(比方是FR4)，透過微帶線或同軸探針當饋線(feed)提供激勵訊號能量，使導体薄片與接地板之間激勵高頻電磁場，通過導体薄片四周與接地板之間縫隙向外輻射。 微帶天線的特性會與下列幾個因素密切相關：

• 導體圖樣的大小、形式、連接方式
• 導體圖樣與參考地平面的相對關係
• PCB介電材質與厚度
• 饋線方式與饋線位置

微帶天線依據其輻射單元的形狀，大致可區分成五類：

• 微帶貼片天線(矩形、圓形、橢圓形)
• 微帶振子天線(窄長條型)
• 微帶線型天線(微帶線)
• 微帶縫隙天線(平面溝槽)
• 微帶陣列天線(由以上不同天線單元連接組成的陣列結構)

饋電方式分成：a. 微帶線饋電(側饋)、b. 同軸線饋電、c. d.電磁耦合饋電

饋電位置分成：中心饋電、偏心饋電、任意饋電

微帶天線的優點是：可以做的既薄又小，便於與積體電路形成單一模組，易於組裝與生產
便於獲得圓極化，容易實現雙頻段、雙極化...等多功能工作 微帶天線的缺點是：工作頻帶/帶寬窄(常規設計約中心頻率的1%6%)，功率容量小
有導体和介質損耗，並會激勵表面波，導致輻射效率降低

• Microstrip Patch Antenna

2.1 Square Microstrip Antenna 微帶線共面饋電式 -- 中心饋電

• 定義29.5mm*29.5mm的正方形patch antenna，板厚1.6mm的堆疊高度，FR4介電係數4.25

• At 2.44GHz

微帶線共面饋電式 -- 偏心饋電

• 定義29.5mm*29.5mm的正方形patch antenna，板厚1.6mm的堆疊高度，FR4介電係數4.25

• At 2.44GHz

偏心饋電容易形成多諧振頻點，天線效果較差 同軸線饋電式 -- 中心饋電

• 定義29mm*29mm的正方形patch antenna，板厚1.6mm的堆疊高度，FR4介電係數4.25

• At 2.4GHz

此天線於2.37GHz2.42GHz2.47GHz的特性阻抗史密斯圖(Smith Chart)

同軸線饋電式 -- 偏心饋電

• 定義29mm*29mm的正方形patch antenna，板厚1.6mm的堆疊高度，FR4介電係數4.25

• At 2.4GHz

2.2 Rectangular Microstrip Antenna

• 定義29mm*38mm的矩形patch antenna，板厚1.6mm的堆疊高度，FR4介電係數4.25

patch從方形改成矩形，若L不變只增加W，天線的諧振頻點大致維持不變(頻帶略寬)

• At 2.4GHz

2.3 Circle Microstrip Antenna

• 定義半徑17.5mm的圓形patch antenna，板厚1.6mm的堆疊高度，FR4介電係數4.25，但feed移到離圓心8mm處，以維持從feed到最近的patch邊緣約17.5-8=9.5mm

• At 2.4GHz

從以上的方形、矩形、圓形patch antenna，可以觀察到天線諧振頻點與patch size and feed location都有關，簡單說：與feed到最近的patch edge的距離有關。(與板厚和介電係數也有關)

• Microstrip Dipole Antenna 3.13.2
• Microstrip Line Antenna

4.1 延著板邊繞線

• 定義線長172.5mm、線寬1mm的Trace，離地平面1.6mm的堆疊高度，而這地平面的大小大於此patch size

• At 2.55GHz

• At 1.45GHz

4.2 集中板子一側繞線

• 定義線長155mm、線寬1mm的Trace，離地平面1.6mm的堆疊高度，而這地平面的大小大於此patch size

• At 1.51GHz

以上的例子顯示，微帶貼片天線的輻射場強度比微帶振子天線強許多　 微帶貼片天線容易做到"單一諧振頻點"；而微帶振子天線則是"多諧振頻點"，但不同諧振頻點的輻射場型相同

 

这么好的材料不知如何收藏啊

 

S11 must be greater than -10dB other wise the input power to the antenna will to totally reflected by to power amplifier and PA will burn or cause non linearity. Better S11 will give better Gain too.

 

果断收藏

申明：网友回复良莠不齐，仅供参考。如需专业解答，请学习易迪拓培训专家讲授的HFSS视频培训教程。