实验四印刷偶极子天线设计.pptx

实验四印刷偶极子天线的设计与调试 〔一〕实验目的了解印刷偶极子天线的结构和工作原理学习使用ADS Momentum设计天线的根本方法仿真，调试，优化印刷偶极子天线〔二〕实验内容熟悉ADS Layout的使用环境。使用ADS软件设计一个1.8GHz的印刷偶极子天线。通过仿真分析该天线的性能。〔三〕微带天线的技术指标谐振频率(Resonance Frequency)带宽(Bandwidth)反射损耗(Return Loss)输入阻抗(Impedance)增益(Gain)〔四〕印刷偶极子天线简介 ——结构图 立体图 平面图〔四〕印刷偶极子天线简介 ——组成局部天线的组成包括偶极子天线臂巴伦线地板馈线通孔 箭头的方向表示了电流的流向1.8GHz印刷偶极子天线的尺寸偶极子天线臂 Ld=29mm Wd=6mm Gap g2=3mm 微带巴伦 Lb=25mm Lh=3mm Gap g1=1mm Wf=3mm Wb=5mm Wh=3mm 通孔 r=0.4mm 地板 Lg=12mm Wg=19mm 〔五〕ADS软件的使用本节内容是介绍使用ADS软件设计印刷偶极子天线的方法：包括Layout绘制、层定义、端口定义、仿真，优化等。下面开始按顺序详细介绍ADS软件的使用方法。ADS软件的启动启动ADS进入如下界面创立新的工程文件点击File-New Project设置工程文件名称〔本例中为Antenna〕及存储路径点击Length Unit设置长度单位为毫米创立新的工程文件〔续〕工程文件创立完毕后主窗口变为以下图Layout中的背景设置 直接在Main窗口中点击 ，翻开Layout窗口，在Layout中，选择option-preference，对系统设计的背景参数 进行设置。我们选择其中的Layout Unit ，设置如右图，选择Layout Unit为mm，Resolution填写为0.0001表示精确到小数点后四位。以确保在天线设计过程中的精度。其他子菜单设置一般选择默认。 在Layout中绘制天线 由于我们设计的是双面天线，在一个介质板上贴有上下两层，上层为馈线，下层为偶极子天线和地板。 首先设计底层，选择cond2，如图 在Layout中绘制天线 由于我们设计的矩形天线，所以我们选择 ，然后在窗口中选择一点，开始画矩形，矩形大小的控制可以看右下角的右边的坐标，它表示相对位置的距离。 同样，点击鼠标右键的“measure〞，可以测量相对尺寸，如右图： 在Layout中绘制天线完成对底层cond2的全部设计，如以下图 在Layout中绘制天线 选择：Option=Layers,将cond2的Shape Display由filled改为outlined，这样便于测量尺寸。可得右图： 在Layout中绘制天线 将设计的层面改为cond，重复上面的设计，完成对于顶层cond的设计，可以得到右图： 图中，红色是对应cond层〔顶层〕，黄色对应cond2〔底层〕，下面在顶层与底层之间加上一个通孔在Layout中绘制天线加通孔，因为是圆形的通孔，所以选择 ，如以下图： 下面在cond与cond2层之间加一个通孔〔Via〕，选择层为：这样就完成了天线尺寸的根本设计。 层定义 这是至关重要的一步。 由Momentum=Substrate=Create/Modify，进入层定义对话窗口。作如下设置： 将地面GND的边界由Closed改为Open〔1〕，然后点击左下角的Add，增加一层Alumina_0〔2〕，并且把这一层重新定义如下所示〔3〕，即跟上面的FreeSpace定义完全一样，重新命名为FreeSpace_bottom，当然命名为其他名字也是没有问题的。这样上下形成了对称的结构。最后定义Alumina中的各个参数，即定义Real为4.6，Loss Tangent为0.018〔4〕，表示损耗正切为0.018。我们需要的天线的层结构如以下图所示： 层定义—Metallization Layer设置 去掉通常微带天线的地面〔GND〕而加FreeSpace_bottom，与上面的FreeSpace向对称，这样更加符合移动通信下天线的实际情况，对于移动通信总是希望全向的天线，这样可以克服一般的微带天线只能向半空辐射的缺点而成为全向天线。层定义—Metallization Layer设置 在Conductivity中填电导率，Thickness中填金属厚度。其中铜的电导率为5.78E＋006，厚度为0.018mm。在这些都设置结束以后点击Apply 和 OK就可以了。 端口定义由于在前面的层定义中取消了GND，所以不能定义Single Port〔Not Av