研究目的
为无线应用设计一款宽带圆极化U形槽天线,特别针对WLAN和WiMAX频段,通过在接地板上采用宽槽结构来增强轴比带宽。
研究成果
设计的U型槽天线实现了宽带圆极化,其阻抗带宽为31.3%(4.68-6.42 GHz),轴比带宽为22.4%(5.15-6.45 GHz),适用于WLAN和WiMAX应用。通过在接地平面设置宽槽,轴比带宽提升了51.35%。该天线在不同方向呈现左旋与右旋圆极化,辐射效率高达94.54%。这种结构简单、单馈电的设计相比以往线极化天线具有显著优势。
研究不足
该研究仅基于仿真,未经实验验证。由于制造公差和环境因素,天线设计在实际应用中可能存在限制。带宽和效率是针对模拟条件得出的,在实际实施中可能会有所不同。
1:实验设计与方法选择:
该天线采用U型槽结构配合共面波导(CPW)馈电设计。通过倒L形馈电枝节和悬置于地平面的两条金属条带实现圆极化,地平面开大缺口以扩展轴比带宽,使用Ansys HFSS软件进行仿真。
2:样品选择与数据来源:
天线制作于FR4基板(尺寸48×48mm,厚度0.8mm,介电常数4.4),未使用外部数据集,所有数据均来自仿真。
3:8mm,介电常数4),未使用外部数据集,所有数据均来自仿真。
实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:FR4基板、50欧姆阻抗的CPW馈电结构、金属条带及仿真软件(Ansys HFSS)。
4:实验流程与操作步骤:
按设定尺寸(如间隙g=0.3mm、宽度wf=4.2mm、条带长度ls=10mm)设计天线几何结构,通过仿真分析回波损耗、轴比、辐射方向图、VSWR及辐射效率,调整条带长度ls以优化性能。
5:3mm、宽度wf=2mm、条带长度ls=10mm)设计天线几何结构,通过仿真分析回波损耗、轴比、辐射方向图、VSWR及辐射效率,调整条带长度ls以优化性能。
数据分析方法:
5. 数据分析方法:利用Ansys HFSS工具分析阻抗带宽、轴比带宽、辐射方向图(左旋/右旋圆极化)、VSWR及辐射效率等仿真结果。
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