一種寬頻帶天線(xiàn)方案
3 誤差分析
由實(shí)驗測試結果可以看出,實(shí)際制作的WLAN寬頻帶天線(xiàn)的回波損耗與HFSS仿真軟件的模擬結果存在一定誤差。以下從五個(gè)方面分析造成誤差的原因。
(1)對于介電常數而言,高介電常數基板的關(guān)鍵參數是εr,因此準確的測定εr,是非常必要的;制作時(shí)所選用的基板的介電常數較低,影響其諧振頻率的關(guān)鍵性參量是天線(xiàn)輻射貼片Length1和Length2的長(cháng)度誤差△L。而用共面波導饋電的方式(CPW-feed),地板大小的誤差也是影響諧振點(diǎn)和帶寬的關(guān)鍵參量。在使用HFSS仿真時(shí)發(fā)現,天線(xiàn)貼片幾何尺寸的微小變化引起了仿真結果比較大的變化。所以,制作天線(xiàn)過(guò)程中貼片的微小誤差,對結果會(huì )產(chǎn)生較為嚴重的影響。
(2)SMA接頭處焊接不良、接口處有能量損耗等因素也是帶來(lái)誤差的原因。在測過(guò)多個(gè)焊接好SMA接頭的天線(xiàn)時(shí)發(fā)現,測得的結果總會(huì )有一定的不同。
(3)阻抗不匹配。由于共面波導饋電端口的特性阻抗受介電常數和貼片厚度影響,仿真時(shí),貼片厚度是0.1mm,計算得到的特性阻抗為50.2Ω,而實(shí)際貼片厚為0.035mm,計算得到的特性阻抗為56.1Ω,與SMA接口50Ω不完全匹配。
(4)從軟件的角度來(lái)分析,基于數值分析方法的HFSS軟件本身只能提供數值解,且受設定的運算精度的限制,仿真結果與實(shí)際情況間必然存在誤差,這種誤差是不可避免的。
(5)實(shí)驗室測量方法、儀器、環(huán)境也是帶來(lái)誤差的原因。在測天線(xiàn)時(shí)發(fā)現,當天線(xiàn)放在不同的位置,測得的數據不一樣;當用兩個(gè)不同的分析儀測量時(shí),結果也不一樣;在微波暗室中,墻壁吸波不完全,同時(shí)也不能完全隔絕外界雜波。
4 結語(yǔ)
本文根據常見(jiàn)的倒L平面單極子天線(xiàn)進(jìn)行改進(jìn),設計了一款共面波導饋電(CPW-feed)的平面單極子倒L-U形天線(xiàn)。并通過(guò)仿真設計其總體尺寸為22mm×35mm,達到小型化的目的。根據仿真,天線(xiàn)-10dB阻抗帶寬為2.36~2.58GHz,相對帶寬為8.9%和3.62~5.96GHz,相對帶寬為48.9%,滿(mǎn)足了WLAN的頻段要求。
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