从结果报告中可以看出,在初始设计尺寸下,天线的谐振频率为1. 53GHz。我们设计要求的中心频率为1. 575GHz,所以下面进行参数扫描分析,给出辐射长度L
c
c
c和谐振频率之间的变化关系,找到谐振频率为1. 575GHz时L
c
c
c的大致取值范围。
四、参数优化
由理论分析可知,矩形微带天线的谐振频率主要由辐射贴片的长度决定,谐振频率随着贴片长度的缩短而变大。接下来,我们通过参数扫描分析功能来分析谐振频率随着辐射贴片长度L
c
c
c的变化关系,从而找到L
c
c
c的大致取值范围使得谐振频率为1. 575GHz。 添加扫描参数如下
参量扫描结果如下
从参数扫描分析结果中可以看出,谐振频率随着L
c
c
c的变大而降低。在馈电点位置L1 =6. 9mm不变的情况下,当L
c
c
c=44.7mm时,谐振频率为1. 58GHz;当L
c
c
c= 44.9mm时,谐振频率为1. 57GHz。 由之前的理论分析可知,矩形微带天线的输入阻抗主要由馈电点的位置决定,当馈电点从辐射贴片中心往边缘移动时,即当变量L1逐渐变大时,输入阻抗也随之逐渐变大。下面我们通过参数扫描分析功能来分析在谐振频率为1. 575GHz左右时,输入阻抗和馈电点位置变量L1之间的关系,并找到输入阻抗为50
Ω
\Omega
Ω时L1的大致取值范围。 查看初始阻抗如下
从参数扫描分析结果中可以看出,输入阻抗随着L1的变大而变大(馈电点距离辐射贴片中心越远,输入阻抗越大),当L1 = 8.6mm时,输入阻抗约为50
Ω
\Omega
Ω。 从前面的参数扫描分析结果可知,当辐射贴片的长度L
c
c
c=44. 7mm时,谐振频率在1. 575GHz左右;当馈电点位置L1 =8. 8mm时,输入阻抗约为50
Ω
\Omega
Ω。因此,在优化分析时,变量L
c
c
c和L1的优化范围可以分别取44mm-45mm和8mm-9mm。下面我们使用HFSS的优化设计功能,分析给出满足设计要求的最佳设计。 为了满足设计要求且达到很好的圆极化波,在中心频率上设置优化目标函数为S
11
_{11}
11<-20dB且轴比小于1dB,即在HFSS中表示为dB(S(1,1))<-20,且dB( AxialRatioValue) <1。(轴比:电场最大值与最小值之比,表征极化的参数。) 将L1和L
c
c
c设置为优化变量如下图