設(shè)計(jì)和仿真無(wú)線局域網(wǎng)設(shè)備(WLAN)天線

圖3顯示了FR4介電常數(shù)在4.2～5.0之間的變化對(duì)偶極子天線諧振頻率的影響。此處我們注意到，介電常數(shù)越高，則共振頻率越低。這個(gè)結(jié)果不出所 料，因?yàn)橄鄬?duì)于介電常數(shù)升高而造成基片材料中的波長(zhǎng)減少，偶極子天線本身具有較大的電尺寸。當(dāng)設(shè)計(jì)低制造成本產(chǎn)品時(shí)，通常會(huì)存在這些變化，考慮這些因素特 別重要。

圖3 FR4PCB介電常數(shù)變化對(duì)天線諧振頻率的影響

通過(guò)查看圖4中顯示的幾何結(jié)構(gòu)的變化對(duì)天線表面電流的影響，可對(duì)天線設(shè)計(jì)得到進(jìn)一步的了解。

表面電流圖對(duì)診斷失配或不希望有的耦合的來(lái)源非常有幫助，圖中的電流密度用多種顏色來(lái)表示，并通過(guò)對(duì)電流相位進(jìn)行360°掃描動(dòng)態(tài)刷新而得到動(dòng)畫(huà)效果。

現(xiàn)在，可以看到電流是如何被引入到相鄰結(jié)構(gòu)中或在何處引起了不希望有的諧振，從而進(jìn)一步進(jìn)行修正。

這比傳統(tǒng)的試探法多次加工和調(diào)整電路板或不斷地進(jìn)行切割、粘貼電路板要精確和高效得多。

圖4 印刷偶極子天線上的表面電流的動(dòng)畫(huà)顯示有助于確定和修正與相鄰結(jié)構(gòu)發(fā)生不希望有的耦合，或發(fā)生反射和諧振的位置

Momentum中使用的矩量法（MOM）仿真技術(shù)假設(shè)介質(zhì)平面是無(wú)限大的。大多數(shù)應(yīng)用都近似滿足這樣的條件。在必須考慮有限介質(zhì)效應(yīng)的情況下（如印刷偶極非常緊密地貼近PCB邊緣時(shí)），可以通過(guò)全三維電磁場(chǎng)仿真工具，使用有限元方法（FEM）進(jìn)行分析。圖5顯示了使用由Agilent EEs of EDA開(kāi)發(fā)的電磁設(shè)計(jì)系統(tǒng)（EMDS）進(jìn)行仿真的情形，將偶極子天線先后放置在與PCB邊緣間隔5mm和2mm的位置，結(jié)果發(fā)現(xiàn)諧振頻率發(fā)生了大約100MHz的偏移。

圖5 全三維電磁場(chǎng)仿真顯示印刷偶極子天線在靠近PCB邊緣時(shí)的效應(yīng)。將偶極子天線從距離PCB邊緣5mm處移動(dòng)到2mm處時(shí)，諧振頻率向上偏移100MHz