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            EEPW首頁(yè) > 手機(jī)與無(wú)線通信 > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > 無(wú)線局域網(wǎng)設(shè)備天線的設(shè)計(jì)和仿真

            無(wú)線局域網(wǎng)設(shè)備天線的設(shè)計(jì)和仿真

            作者: 時(shí)間:2012-09-19 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

            對(duì)帶有開(kāi)關(guān)電路的2.4 GHz極化分集印刷進(jìn)行電磁場(chǎng)及電磁場(chǎng)與電路協(xié)同

            本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/153897.htm

            通過(guò)采用極化分集技術(shù),可以用低成本PCB基片制造具有良好接收機(jī)性能的(WLAN)。本文將描述如何使用最新的三維電磁場(chǎng)(EM)工具來(lái)一對(duì)2.4GHz正交極化的印刷偶極子,同時(shí)預(yù)測(cè)表面電流和相關(guān)的遠(yuǎn)場(chǎng)輻射圖。

            與目前很多同一主題的文章不同,本文論述如何通過(guò)使用EM電路協(xié)同仿真,綜合考慮用于天線極化切換的基帶電路元件的效應(yīng)。采用本文所描述的方法,人員可從線性或非線性電路仿真中直接對(duì)天線激勵(lì),而無(wú)須手動(dòng)執(zhí)行數(shù)據(jù)傳遞。

            概述

            消費(fèi)類(lèi)無(wú)線應(yīng)用要求天線應(yīng)隱蔽地安裝在無(wú)線產(chǎn)品中,且必須具有低成本和高性能。下面的示例描述了如何通過(guò)在FR4 PCB電路板上印刷雙正交偶極子天線,來(lái)滿(mǎn)足2.4GHz WLAN應(yīng)用的上述要求。當(dāng)PCB電路板被垂直放置時(shí),垂直或水平偶極子天線將分別優(yōu)先發(fā)射和接收垂直或水平極化的信號(hào),如圖1所示。

            通過(guò)在天線單元中建立可檢測(cè)和切換較強(qiáng)信號(hào)的電路,可以使用這種極化分集技術(shù)來(lái)降低多路徑反射和干擾對(duì)WLAN網(wǎng)絡(luò)的影響。這種天線的和分析已經(jīng)在一些文獻(xiàn)中詳細(xì)描述,所以本文將通過(guò)使用電磁場(chǎng)(EM)仿真來(lái)快速分析天線的特性,進(jìn)一步再使用電磁場(chǎng)與電路協(xié)同仿真技術(shù)來(lái)分析開(kāi)關(guān)電路對(duì)天線性能的影響。

            使用電磁場(chǎng)仿真對(duì)天線設(shè)計(jì)進(jìn)行快速分析

            圖2顯示了偶極子天線的結(jié)構(gòu)和幾何尺寸。

            使用Agilent EEsof EDA的Momentum三維平面電磁場(chǎng)仿真器天線結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確仿真,結(jié)果與公認(rèn)的數(shù)據(jù)相吻合。Momentum三維平面電磁場(chǎng)仿真器在典型的筆記本電腦(HP xw4400Intel Dual Core 6600 2.4GHz WinXP 64bit 2GB RAM)上運(yùn)行,仿真時(shí)間為一分鐘。由于這樣快速的仿真,我們可以快速分析幾何形狀或材料參數(shù)等變量變化時(shí)天線的特性。

            圖3顯示了FR4介電常數(shù)在4.2~5.0之間的變化對(duì)偶極子天線諧振頻率的影響。此處我們注意到,介電常數(shù)越高,則共振頻率越低。這個(gè)結(jié)果不出所料,因?yàn)橄鄬?duì)于介電常數(shù)升高而造成基片材料中的波長(zhǎng)減少,偶極子天線本身具有較大的電尺寸。當(dāng)設(shè)計(jì)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。

            通過(guò)查看圖4中顯示的幾何結(jié)構(gòu)的變化對(duì)天線表面電流的影響,可對(duì)天線設(shè)計(jì)得到進(jìn)一步的了解。表面電流圖對(duì)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(duì)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(xiàn)在,可
            以看到電流是如何被引入到相鄰結(jié)構(gòu)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(tǒng)的試探法多次加工和調(diào)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。


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