設計和仿真無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)設備(WLAN)天線(xiàn)

圖3顯示了FR4介電常數在4.2～5.0之間的變化對偶極子天線(xiàn)諧振頻率的影響。此處我們注意到，介電常數越高，則共振頻率越低。這個(gè)結果不出所 料，因為相對于介電常數升高而造成基片材料中的波長(cháng)減少，偶極子天線(xiàn)本身具有較大的電尺寸。當設計低制造成本產(chǎn)品時(shí)，通常會(huì )存在這些變化，考慮這些因素特 別重要。

圖3 FR4PCB介電常數變化對天線(xiàn)諧振頻率的影響

通過(guò)查看圖4中顯示的幾何結構的變化對天線(xiàn)表面電流的影響，可對天線(xiàn)設計得到進(jìn)一步的了解。

表面電流圖對診斷失配或不希望有的耦合的來(lái)源非常有幫助，圖中的電流密度用多種顏色來(lái)表示，并通過(guò)對電流相位進(jìn)行360°掃描動(dòng)態(tài)刷新而得到動(dòng)畫(huà)效果。

現在，可以看到電流是如何被引入到相鄰結構中或在何處引起了不希望有的諧振，從而進(jìn)一步進(jìn)行修正。

這比傳統的試探法多次加工和調整電路板或不斷地進(jìn)行切割、粘貼電路板要精確和高效得多。

圖4 印刷偶極子天線(xiàn)上的表面電流的動(dòng)畫(huà)顯示有助于確定和修正與相鄰結構發(fā)生不希望有的耦合，或發(fā)生反射和諧振的位置

Momentum中使用的矩量法（MOM）仿真技術(shù)假設介質(zhì)平面是無(wú)限大的。大多數應用都近似滿(mǎn)足這樣的條件。在必須考慮有限介質(zhì)效應的情況下（如印刷偶極非常緊密地貼近PCB邊緣時(shí)），可以通過(guò)全三維電磁場(chǎng)仿真工具，使用有限元方法（FEM）進(jìn)行分析。圖5顯示了使用由Agilent EEs of EDA開(kāi)發(fā)的電磁設計系統（EMDS）進(jìn)行仿真的情形，將偶極子天線(xiàn)先后放置在與PCB邊緣間隔5mm和2mm的位置，結果發(fā)現諧振頻率發(fā)生了大約100MHz的偏移。

圖5 全三維電磁場(chǎng)仿真顯示印刷偶極子天線(xiàn)在靠近PCB邊緣時(shí)的效應。將偶極子天線(xiàn)從距離PCB邊緣5mm處移動(dòng)到2mm處時(shí)，諧振頻率向上偏移100MHz