天線的制作與測試結(jié)果 - 一種寬頻帶天線方案

　　天線實物如圖8所示。

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　　參數(shù)S11仿真與實測結(jié)果對比圖，如圖9所示，可以看出，實測結(jié)果與仿真結(jié)果對比在高頻段有較大的偏差，低頻段較為吻合。

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　　3 誤差分析

　　由實驗測試結(jié)果可以看出，實際制作的WLAN寬頻帶天線的回波損耗與HFSS仿真軟件的模擬結(jié)果存在一定誤差。以下從五個方面分析造成誤差的原因。

　　(1)對于介電常數(shù)而言，高介電常數(shù)基板的關(guān)鍵參數(shù)是εr，因此準確的測定εr，是非常必要的;制作時所選用的基板的介電常數(shù)較低，影響其諧振頻率的關(guān)鍵性參量是天線輻射貼片Length1和Length2的長度誤差△L。而用共面波導(dǎo)饋電的方式(CPW-feed)，地板大小的誤差也是影響諧振點和帶寬的關(guān)鍵參量。在使用HFSS仿真時發(fā)現(xiàn)，天線貼片幾何尺寸的微小變化引起了仿真結(jié)果比較大的變化。所以，制作天線過程中貼片的微小誤差，對結(jié)果會產(chǎn)生較為嚴重的影響。

　　(2)SMA接頭處焊接不良、接口處有能量損耗等因素也是帶來誤差的原因。在測過多個焊接好SMA接頭的天線時發(fā)現(xiàn)，測得的結(jié)果總會有一定的不同。

　　(3)阻抗不匹配。由于共面波導(dǎo)饋電端口的特性阻抗受介電常數(shù)和貼片厚度影響，仿真時，貼片厚度是0.1mm，計算得到的特性阻抗為50.2Ω，而實際貼片厚為0.035mm，計算得到的特性阻抗為56.1Ω，與SMA接口50Ω不完全匹配。

　　(4)從軟件的角度來分析，基于數(shù)值分析方法的HFSS軟件本身只能提供數(shù)值解，且受設(shè)定的運算精度的限制，仿真結(jié)果與實際情況間必然存在誤差，這種誤差是不可避免的。

　　(5)實驗室測量方法、儀器、環(huán)境也是帶來誤差的原因。在測天線時發(fā)現(xiàn)，當天線放在不同的位置，測得的數(shù)據(jù)不一樣;當用兩個不同的分析儀測量時，結(jié)果也不一樣;在微波暗室中，墻壁吸波不完全，同時也不能完全隔絕外界雜波。

　　4 結(jié)語

　　本文根據(jù)常見的倒L平面單極子天線進行改進，設(shè)計了一款共面波導(dǎo)饋電(CPW-feed)的平面單極子倒L-U形天線。并通過仿真設(shè)計其總體尺寸為22mm×35mm，達到小型化的目的。根據(jù)仿真，天線-10dB阻抗帶寬為2.36～2.58GHz，相對帶寬為8.9%和3.62～5.96GHz，相對帶寬為48.9%，滿足了WLAN的頻段要求。