一種調(diào)整電小尺寸彎折線微帶天線性能的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種調(diào)整電小尺寸彎折線微帶天線性能的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電小尺寸:線度比波長小很多的物體。
[0003]微帶天線:在一個(gè)薄介質(zhì)基片上，一面敷上金屬薄層作為接地板，另一面用光刻腐蝕方法制成一定形狀的金屬貼片，利用微帶線或同軸探針對(duì)貼片饋電構(gòu)成的天線。
[0004]對(duì)于電小尺寸的微帶天線，為了縮減尺寸通常采用小型化天線技術(shù)。微帶天線的小型化技術(shù)有以下幾種:
[0005](I)提高介質(zhì)基板的介電常數(shù)；
[0006](2)曲流技術(shù)；
[0007](3)短路加載技術(shù)；
[0008](4)附加有源網(wǎng)絡(luò)；
[0009](5)應(yīng)用用電磁帶隙結(jié)構(gòu)；
[0010](6)應(yīng)用左手介質(zhì)。
[0011]目前，調(diào)整彎折線微帶天線性能(如匹配、中心頻率等)的方式主要有三個(gè):(1)改變彎折線段的長度和寬度；(2)改變饋電點(diǎn)的位置；(3)改變介質(zhì)基板的介電常數(shù)。
[0012]對(duì)于電小尺寸的微帶天線，由于可以調(diào)整的空間有限，尺寸參數(shù)改變的范圍較小，調(diào)整的性能參數(shù)范圍也受到相應(yīng)的限制。因此，現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)是調(diào)整天線性能的范圍受到限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的目的在于提供一種新的調(diào)整電小尺寸彎折線微帶天線的方法，拓展天線性能的調(diào)整范圍。
[0014]本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:一種調(diào)整電小尺寸彎折線微帶天線性能的方法，包括以下步驟:
[0015]步驟I)確定電小尺寸彎折線微帶天線的接地板面積為S，邊界條件為:
[0016]eyEfO，在 S 上；
[0017]61^氏=1，在3上;
[0018]其中，介質(zhì)基片中的電場為Hl，接地板上的面電流密度為Js，en為分界面的法向單位矢量。
[0019]步驟2)在介質(zhì)基片內(nèi)部插入一個(gè)金屬片，金屬片面積為SI,調(diào)整后邊界條件已變化如下:
[0020]eyEfO，在 S 上；
[0021]61^氏=1，在3上;
[0022]enXEi= 0，在 SI 上；
[0023]enX^= 0，在 SI 上;
[0024]步驟3)通過天線性能的變化趨勢(shì)，確定金屬片面積SI的變化范圍；
[0025]步驟4)通過優(yōu)化方法，確定最佳金屬片面積SI。
[0026]所述步驟2)中，調(diào)整電小尺寸彎折線微帶天線的金屬片SI的尺寸，是指橫向改變金屬片SI尺寸，或縱向改變金屬片SI尺寸，或橫向兩端改變金屬片SI尺寸，或縱向兩端改變金屬片SI尺寸，或四周改變金屬片SI尺寸。
[0027]本發(fā)明的有益效果是:
[0028]本發(fā)明提供了一個(gè)新的調(diào)整天線性能參數(shù)的方法；可以獲得比現(xiàn)有技術(shù)下彎折線微帶天線更好的天線性能指標(biāo)。
【附圖說明】
[0029]當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，通過參照下面的詳細(xì)描述，能夠更完整更好地理解本發(fā)明以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點(diǎn)，但此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定，其中:
[0030]圖1是本發(fā)明彎折線微帶天線的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0032]參考圖1，如圖1所示，一種調(diào)整電小尺寸彎折線微帶天線性能的方法，包括以下步驟:
[0033]步驟I)確定電小尺寸彎折線微帶天線的接地板面積為S，邊界條件為:
[0034]eyEfO，在 S 上；
[0035]enXH1= J s，在 S 上;
[0036]其中，介質(zhì)基片中的電場為El，磁場為Hl，接地板上的面電流密度為Js，en為分界面的法向單位矢量。
[0037]步驟2)在介質(zhì)基片內(nèi)部插入一個(gè)金屬片，金屬片面積為SI,調(diào)整后邊界條件已變化如下:
[0038]enXEfO，在 S 上；
[0039]enXH1= J s，在 S 上;
[0040]enXEi= 0，在 SI 上；
[0041]0，在 SI 上;
[0042]步驟3)通過天線性能的變化趨勢(shì)，確定金屬片面積SI的變化范圍；
[0043]步驟4)通過優(yōu)化方法，確定最佳金屬片面積SI。
[0044]可以采用Ansoft公司的三維電磁仿真軟件HFSS進(jìn)行計(jì)算，軟件的計(jì)算流程如下
[0045](I)建立結(jié)構(gòu)模型；
[0046](2)設(shè)置邊界條件、激勵(lì)條件和求解條件；
[0047](3)設(shè)置優(yōu)化條件；
[0048](4)運(yùn)行計(jì)算；
[0049](5)計(jì)算結(jié)果。
[0050]例如:一個(gè)微帶天線的尺寸為23mm (寬)X 46mm (長)X 2mm (厚)，介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)為4.84，按傳統(tǒng)彎折線微帶天線設(shè)計(jì)，微帶天線的接地板面積為23mm (寬)X 46mm (長)，其中心頻率為0.97GHz ；
[0051]按照本發(fā)明的方法，改變金屬片SI的大小，在寬度不變的情況下，改變金屬片SI的長度，分析結(jié)果如下:
[0052]LI = 3mm，f。= 0.97GHz ；
[0053]LI = 13mm，f。= 0.96GHz ；
[0054]LI = 23mm，fQ= 0.95GHz ；
[0055]LI = 33mm，fQ= 0.89GHz ；
[0056]LI = 43mm，fQ= 0.88GHz ；
[0057]其中&中心頻率，LI是金屬片SI的長度，改變LI的大小即可改變SI的大小。當(dāng)LI較小的時(shí)，中心頻率和傳統(tǒng)彎折線微帶天線相同，符合預(yù)期:當(dāng)LI較小的時(shí)，對(duì)天線的性能影響較小。
[0058]其中，調(diào)整電小尺寸彎折線微帶天線的金屬片SI的尺寸，可以通過橫向改變金屬片SI尺寸，或縱向改變金屬片SI尺寸，或橫向兩端改變金屬片SI尺寸，或縱向兩端改變金屬片Si尺寸，或四周改變金屬片SI尺寸，以上幾種方式采用一種來實(shí)現(xiàn)，也可以采用其它方式改變邊界尺寸來實(shí)現(xiàn)，其中心思想是采用改變金屬片Si的面積的方式來實(shí)現(xiàn)微帶天線的性能調(diào)整。
[0059]以上實(shí)例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種調(diào)整電小尺寸彎折線微帶天線性能的方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟I)確定電小尺寸彎折線微帶天線的接地板面積為S，邊界條件為: GnXE1= O，在 S 上； GnXH1= Js，在 S 上； 其中，介質(zhì)基片中的電場為El，磁場為Hl，接地板上的面電流密度為Js，enS分界面的法向單位矢量； 步驟2)在介質(zhì)基片內(nèi)部插入一個(gè)金屬片，金屬片面積為SI,調(diào)整后邊界條件已變化如下: GnXE1= O，在 S 上； GnXH1= Js，在 S 上； GnXE1= O，在 SI 上； OnXH1= Js，在 SI 上； 步驟3)通過天線性能的變化趨勢(shì)，確定金屬片面積SI的變化范圍； 步驟4)通過優(yōu)化方法，確定最佳金屬片面積SI。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種調(diào)整電小尺寸彎折線微帶天線性能的方法，其特征在于，所述步驟2)中，調(diào)整電小尺寸彎折線微帶天線的金屬片SI的尺寸，是指橫向改變金屬片SI尺寸，或縱向改變金屬片SI尺寸，或橫向兩端改變金屬片SI尺寸，或縱向兩端改變金屬片SI尺寸，或四周改變金屬片SI尺寸。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種調(diào)整電小尺寸彎折線微帶天線性能的方法，包括以下步驟：步驟1)確定電小尺寸彎折線微帶天線的接地板面積為S，步驟2)在介質(zhì)基片內(nèi)部插入一個(gè)金屬片，金屬片面積為S1，步驟3)通過天線性能的變化趨勢(shì)，確定金屬片面積S1的變化范圍；步驟4)通過優(yōu)化方法，確定最佳金屬片面積S1。本發(fā)明提供了一個(gè)新的調(diào)整天線性能參數(shù)的方法；可以獲得比現(xiàn)有技術(shù)下彎折線微帶天線更好的天線性能指標(biāo)。
【IPC分類】H01Q9-00, H01Q1-00
【公開號(hào)】CN104577291
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510016265
【發(fā)明人】胡馳
【申請(qǐng)人】福建工程學(xué)院
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2015年1月13日