多頻段工作的卍字形單平面ACS(非對稱共面微帶) 饋電天線的仿真與分析
簡介:一種印刷卍字形 ACS 饋電單極天線,工作頻段適合于2.4/5.2/5.8 GHz無線局域網和2.5/3.5/5.5 GHz 三頻段 WiMAX 應用。提議的卍字形天線包括鏡像C形帶、L形帶和帶有部分接地面的曲折形帶
應用背景
非對稱共面微帶(ACS)是指在傳統(tǒng)共面波導饋電結構的基礎上,為了進—步縮小天線的尺寸,將共面波導饋電結構的地面部分去掉—半,而得到的饋電結構。與傳統(tǒng)的共面波導饋電結構相比,ACS饋電結構有許多優(yōu)點,比如更加緊湊(其體積可比傳統(tǒng)的共面波導結構縮小一半以上),可以獲得更寬的阻抗匹配,以及更容易與其他的通信系統(tǒng)相互集成。基于以上優(yōu)點,ACS饋電的天線在最近得到了極大的發(fā)展。
本次仿真設計將基于ACS方式,實現一款能夠工作在三個頻段的卍字形 單極天線。
CPW天線端口設計規(guī)則
最原始了解到的都是CPW(共面波導天線)的仿真,一般采用的是波端口激勵,相關資料也顯示了對應的端口設計規(guī)則:
CPW天線激勵類型
CPW(共面波導天線)天線設計的仿真需要注意的是:由于使用的是波端口激勵,所以盡量保持與背景面重合。
具有環(huán)繞地的CPW天線仿真展示
若為CPW結構,其環(huán)繞地部分占據整個天線中的一定體積
因此天線尺寸相對較大.
多頻段工作的卍字形單平面ACS(非對稱共面微帶) 饋電天線的仿真模型搭建
這里使用的是波端口激勵,先嘗試因ACS結構而縮小波端口激勵的尺寸大小,發(fā)現所得結果與理論結果偏離較多。
多次嘗試后,調試ACS波端口激勵的尺寸大小與CPW結構的一致。由S11波形圖可以看出,小于-10dB的頻段有三個,屬于多頻段天線,與理論頻段基本一致。
但實際天線尺寸較使用CPW天線的尺寸小了不少。
仿真結果展示
2.5GHz
3.3GHz
5.2GHz
該天線在三個不同頻段的表面電流如圖所示,由圖可見,不同頻段對應的天線長度也不同,頻段越高,對應的天線有效長度越短,天線上的表面電流流經路徑越短。
該天線在 H 面上具有幾乎全向(O形)輻射特性,在 E面上具有八字形(啞鈴形)輻射方向圖,并且在所有工作頻帶上方向圖都異常穩(wěn)定。
審核編輯:湯梓紅
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原文標題:【案例分享】ACS(非對稱共面波導)天線仿真
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