基于ADS的微带天线的设计与仿真(7)

第5章 仿真结果及分析

基本版图绘制好后，对天线的基本性能进行仿真，结果如图5.1所示：

图5.1经过Simulation的仿真图

从S11图中看出天线的中心频率在2.4GHz处，达到设计要求。天线将在2.4GHz的频率处工作。

但是从下图的红线中看出天线在中心频率初的增益只有-10dB远没有达到设计的要求，经过了多次修改天线的增益也不符合标准。

图5.2天线的增益

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对天线表面电流的分布的观察

选择Current ＝> Set Port Solution Weights，单击OK。然后，选择Current =>Plot Currents。按照相位从0?->90?->180?->270?，观察天线的表面电流分布，分布图如图5.2—5.5所示：

图5.3 0度表面电流分布图

图5.4 90度表面电流分布图

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图5.5 180度表面电流分布图

图5.6 270度表面电流分布图

从上图中我们可以看出天线在不同照相位，天线上的电流强弱的不同。

图5.7 E面辐射方向图

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图5.8 E Theta面辐射方向图

图5.9 E Phi面辐射方向图

从上面图5.7中我们可以看出天线的E平面图接近全向，图5.8的E Theta和图5.9的E Phi可以看出天线的辐射接近半全向，符合了平面倒F天线对方向图的要求。

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第6章设计总结

基于ADS的微带天线的设计，这一课题主要涉及到两方面的内容：微带天线的设计和ADS软件的使用，通过本次设计我对ADS软件有了一个初步的认识，ADS是一个很强大的射频仿真软件，可以对射频通信的各个部分都可以仿真，但是我只是使用到了他的一小部分功能，使用了他的版图仿真功能，经过3个月的学习和使用也只是初窥门径，用到的是它的皮毛而已。

本次毕业设计我利用了ADS软件经行了一个中心频率在2.4GHz，工作带宽不小于120MHz，增益大于1.5dB，输入阻抗接近50Ω的平面倒F形微带天线。在设计的过程中，我遇到了很多的问题，现在总结如下：

在天线的设计上，我通过查阅了很多资料，了解了有关平面倒F天线的基本结构，倒F天线其实就是在倒L天线的垂直元末端上再加了一个倒L结构构成的。使用附加的这一个倒L形结构可以调节天线的馈电端的匹配，而不需要另外的匹配电路，从而简化了天线的结构。

了解了天线的基本结构后，最重要的就是在ADS软件下对天线的设计与仿真， 在这之前我都觉得天线的设计也还是很简单的，天线的理论设计无非就是对参数的计算，而且计算得公式又都是给定的。但是到了仿真阶段，我就发现天线设计的难度远比我想象的要大，对天线参数的各个细节都要注意，天线的层的设定，层与层之间的介质材料的相对介电常数的设定，天线的馈电点以及天线参数的设定不同而天线的接地也有不同的类型。这些都是我在版图设计过程中遇到的问题，这些问题一一解决后，就开始了仿真，在仿真图形出来后，就要用到Hilbert分形结构对倒F天线的“臂”要开始小型化，倒F天线唯一的缺点就是这个F的“臂”太长，Hilbert分形正是在不改变天线的各个参数的情况下对天线的“臂”经行小型化，从而使天线实用化，但是我计算后对天线的“臂”进行改变后发现这一结构对我的天线的影响还是很大的，因此我只能在天线的版图里对天线的臂长进行逐渐优化，从而使我的天线接近要求的指标参数。

在这次设计中，我的天线的基本指标都还是符合要求的，但是在天线的增益和天线的输入阻抗这两个部分没有达到设计要求，所以我的设计只能算是成功了一半，这是我本次设计遗留的问题，由于时间紧迫，这两个问题我只能放到我以后的工作和学习中将它们解决。

毕业设计作为对大学所学知识的综合考察，把所学知识应用到实际当中去。知识积累和能力在这次毕业设计中得到体现，同时也发现了自己欠缺和不足。更重要的是在近三个月的时间里，养成了我独立思考问题的习惯，同时也体会到严谨的学习态度、团队合作意识和务实创新的精神对学习和工作的重要，这是我们今后应该倍加珍惜的财富。

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