要求:利用介质常数为2.2,厚度为1mm,损耗角为0.0009的介质,设计一个工作在5G的4X4的天线阵列。
评分标准:
良:带宽〈7%
优:带宽〉7%且效率大于60%
1微带辐射贴片尺寸估算
设计微带天线的第一步是选择合适的介质基板,假设介质的介电常数为,对于工作频率f的矩形微带天线,可以用下式设计出高效率辐射贴片的宽度W,
式中,c是光速,辐射贴片的长度一般取为;这里是介质内的导波波长,即为:
考虑到边缘缩短效应后,实际上的辐射单元长度L应为:
式中,是有效介电常数,是等效辐射缝隙长度。它们可以分别用下式计算,即为:
2.单元的仿真
由所给要求以及上述公式计算得辐射贴片的长度L=19.15mm,W=23.72mm。采用非辐射边馈电方式,模型如图1所示:
图1 单元模型
此种馈电方式,可以通过移动馈电的位置获得阻抗匹配,设馈电点距离上宽边的偏移量为dx,经仿真得到当dx=4mm时,阻抗匹配最好。另外,之前计算出的尺寸得到的谐振点略有偏移,经过仿真优化后贴片尺寸变为L=19mm,W=23.72mm。仿真结果图如图2,图3所示。
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5g微带阵列天线.pdf
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