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贴片天线双谐振的匹配调谐

05-08

目前做一个用双谐振来构成宽带的贴片模型,用到了L探针馈电。其中某个谐振频率谐振太强,即输入阻抗的实部和虚部太过陡峭,利用价值太低,不知有没有办法改进。
由于指标要求,我的天线尺寸基本上没有再增大的空间了。希望得到大家的建议,谢谢!

看下SMITHS图,改下匹配,应该有用..

带宽过窄会不会是耦合不够?试试减少一点L探针和贴片之间的距离,或者改变探针伸进贴片内的长度。
调匹配用圆图最好,光是看驻波比很多时候都看不出名堂来的。

带宽太窄是否可以考虑双层微带扩展带宽?这个的效果应该不错。
调节耦合探针可能对带宽的影响不大吧,除非一开始探针的耦合量就非常小。

首先感谢以上两位的回复。
下面是目前我得到的Zin和S11图:



 



如图所示,我的目的是在2.3Ghz附近扩展带宽,最好能有200M的带宽。最本质的问题我觉得还是谐振太强,比如第二个谐振频率虽然完全被“包在”工作频率之内,但起伏还是太大,输入阻抗虚部个工作频率内都仍显得过于陡峭。
现在我最希望的是能够有某种办法把系统的谐振性,也就是Q值降下来,这样上面的双谐振峰如果都能够再压平一点连接的效果会好很多。遗憾的一点是天线的厚度已经达到指标上限,不能再增加了。不知道还有没有降谐振的办法。
to coldplayer:
你说的双层微带是指双层介质还是两个贴片?我的厚度只能在4mm以内哦。能否贴一篇文章在这里,没太明白你说的是哪种类型。
谢谢!

不过我调试实物的时候,发现探针对带宽的影响还是明显的。
层叠贴片是个好办法,我的实践是两个贴片的情况下,如果再增加贴片个数,带宽基本不再增加了。
不过层叠的方案在空间受限时就不一定能用了,因为L探针的剖面尺寸本身比一般的贴片天线就大不少。
小编要的厚度可能有点小了,再考虑一下有否其它办法。

其实提高带宽的方法是有很多的,双层贴片是一种(是贴片不是介质),空间紧凑的话改变贴片形式是一种(特别做双频或多频),旁边加寄生辐射单元是一种,还有就是改变馈点方式。你可以试一试讲你的L型馈点改成T型馈点试试,我也只是在资料里面看到有这样的做法,我自己没有做过。
资料太大,没法上传,给你说个名字,你去找找吧:
Broadband microstrip antennas
Compact and Broadband Microstrip Antennas

宽带的方法,包括增加厚度、减少介电常数、元件加载、降低腔体的Q值、加寄生单元、馈电匹配等。
寄生辐射单元的办法,双频单极子的情况下做过,很有用;对于贴片,除了层叠,我也做过在贴片边缘附近贴一些金属条,但觉得效果并不很明显(也许是我当时太急,谐振频率、耦合都调得不够细致)。但是对圆极化贴片的应用不知有没有帮助,感觉极化带宽是不会随着阻抗带宽增加的。
如果你的具体应用场合不讲究效率(比如近距离的感应或通信应用),只要有那么一点信号就够用了,那么甚至可以尝试电阻加载,我做过一个跟小编同样频段的“电阻加载天线”(严格说应该是电抗加载,而且效率很低、基本只能算是传感器了,用矢网测量加载用的0805贴片电阻,S波段上具有较明显的感抗),带宽超过15%,但是这样做的后果就是辐射边长度大大减少,加上电阻吸收的功率,整个天线的增益很低。
改用其它形状的多边形贴片(如:梯形贴片)也能增加一些阻抗带宽,但是交叉极化特性不一定很好。
当然也可以考虑增加一些馈电匹配措施,但是馈线也许会有乱真辐射。

谢谢回复!
含有你给的几个关键词的K.L.Wong和Kumar的两本专著之前也基本浏览了一遍,但由于尺寸的限制使得很多方法都难以使用,比如寄生贴片等,留给我的自由度确实很小了。
至于T型馈电还没有注意到过,不知基于什么原理,去查查,嗯

谢谢几次详细的回复!
电阻加载也许会是最后没有办法的办法。对“电抗加载”一说没有太理解。我理解的“电阻加载”的目的是将局域于贴片内部的能量通过热能的途径耗散掉,从而通过降低Q值的办法增加带宽,但不知你为何没有把它调匹配而要故意在“S波段上具有较明显的感抗”?你那次做的这个电阻加载的增益大概有多少还有印象吗?
不知在尺寸没法增加的情况下对“降低腔体的Q值”还有没有什么办法,我是不是有点太不切实际了。这两天又把结构调整了一下,总觉得只要把谐振降一点就一定可以立竿见影了,sigh


请问电阻加载在patch和ground中间在hfss里怎么仿真?画出box后是不是要跟patch用导线连起来?

我的意思是:计算时采用的是电阻,但是实验时用的成品电阻却带有感抗。那次实验是4年前的事情了,测出的增益很低,测试的数值大约在-5左右吧,所以当时也就作罢没有再研究,感觉实用价值不大。匹配基本还能保证。
降低Q值的办法,其实与加载、加厚、采用低介电常数介质、改变贴片形状是等效的说法。

我不是用HFSS算的,用的是IE3D和ADS Momentum计算的。所以没法解决你的问题。

lui1978是不是南邮的,怎么感觉跟我师兄一样啊呵呵
牛人啊每次看你帖子都能学到不少

K.L.Wong的那个我浏览了一下应该就是小型化方面的资料啊。
要不行小编要不试试简单的分形天线,这个好像带宽可以做宽,就是不知道什么指标会变差,我自己没做过。

又调了一下,勉强可以满足要求了,但不知道实物做出来怎么样,估计还是够呛。关键还是太薄了。
谢谢LS几位,嗯。

你把天线尺寸,和贴片图案发出来,我帮你搞定,QQ,9401011

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