HFSS设计手机中的缝隙天线

   【摘 要】目前手持设备中的天线一般需要放置在设备主板的顶部或者底部，中间位置因为主板上的器件很难净空，普通天线效果不佳，而且天线也需要增加成本。缝隙天线不需要净空，只要在主板上通过铺铜来实现，不需要成本，而且对主板器件摆件限制不高，可以做到因地制宜，实现天线功能。

    1 前言

    缝隙天线是利用电磁场中的互易原理：开口缝隙周围流动的电流辐射出的场，可以等效于开口缝隙上的等效磁流辐射出的场。微带缝隙天线利用开在接地板上的缝隙，由介质基片另一侧的微带线(或槽线，带状线等)对其馈电而向外辐射。目前手持设备中的天线一般需要放置在设备主板的顶部或者底部，中间位置因为主板上的器件很难净空，普通天线效果不佳，而且天线也需要增加成本。缝隙天线不需要净空，只要在主板上通过铺铜来实现。

    Ansoft HFSS 是一款界面友好，计算准确的仿真软件，对具体设计具有良好的指导和分析作用。本文通过 HFSS 软件对缝隙天线进行仿真，指导设计工作，并分析结果，得到了非常好的效果。并把这一设计应用到实际研发生产中，为企业节省了成本。

    2 仿真与指导设计

    如图1 所示，使用 HFSS 建立的简化的手机主板模型。缝隙天线位于手机主板中间边缘，通常这个位置周围会摆放元器件，不能净空处理。

图1 手机主板简化模型

    缝隙天线的走线方式，如图 2，3 所示，在主板top 层割缝，馈线在Bottom 层。Bottom 层在top 缝下面要做净空。馈线要穿过slot 实现馈电。

图2  缝隙 

图3 馈线

    天线谐振点的调节，如图4 所示，通过改变缝隙长度来改变谐振，图中是在馈线长度为8、16、20、30mm 时的谐振点，实际调试中可以在主板上通过铺铜皮或割铜皮来调试。

图4 天线谐振

    天线阻抗调节，如图5 所示，通过调节馈线长度（阻抗）来调节谐振深度或匹配到50 欧姆，图中是缝隙为 20mm，馈线分别是8、10mm 时的谐振深度，实际可以在主板上通过铺铜皮或割铜皮来调试。

图5 天线谐振深度

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