設(shè)計(jì)了一種2.4 GHz頻段下用于無線傳感器的倒F印刷天線。天線的尺寸為25.7 mm×7.5 mm。使用3D電磁仿真工具HFSS13.0建模仿真;研究印刷電路板（PCB）的板厚H和天線自身的諧振長度L₂變化對(duì)天線通信性能的影響,通過對(duì)兩個(gè)參數(shù)的優(yōu)化來獲得最佳的設(shè)計(jì)效果。從仿真可知:在PCB厚度H為0.8 mm,諧振長度L₂為16.4mm時(shí),天線的諧振頻率為2.45GHz,回波損耗S₁₁為-25.3d B,歸一化輸入阻抗為（0.9464+0.0920i）Ω。通過矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀實(shí)測(cè)后結(jié)果表明:在2.4 GHz下,該倒F天線獲得了12.5%的相對(duì)帶寬,駐波比約為1.7（VSWR小于2）。將此天線用于實(shí)際工程中,在CC2530芯片基礎(chǔ)上,用Altium Designer設(shè)計(jì)出PCB圖,實(shí)際作出帶有倒F天線的無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)并對(duì)兩節(jié)點(diǎn)之間的通信距離進(jìn)行了測(cè)試。 

【文章來源】：傳感器與微系統(tǒng). 2020,39(10)

【文章頁數(shù)】：3 頁

【部分圖文】：

HFSS中天線的模型

1) PCB的尺寸為70 mm×90 mm,PCB的厚度H=0.8 mm，天線的諧振長度L2分別等于15.4,16.4,17.4 mm時(shí)，諧振頻率如圖2(a)所示，對(duì)應(yīng)的輸入阻抗如圖2(b)所示。從圖2可以得到:隨著諧振長度L2的增加，諧振頻率逐漸降低，在L2=16.4 mm時(shí)諧振頻率達(dá)到2.45 GHz，輸入阻抗先減小再增大，在L2=16.4 mm時(shí)達(dá)到(47.320 9+j4.597 7)Ω，接近理想阻抗50Ω。2) PCB的尺寸為70 mm×90 mm，諧振長度L2=16.40 mm,PCB的厚度H在2.0,1.6,1.2,1,0.8,0.4 mm，這6個(gè)點(diǎn)上變化時(shí)，對(duì)應(yīng)的諧振頻率變化如圖3(a)所示，輸入阻抗變化如圖3(b)所示。VSWR如圖3(c)所示。

2) PCB的尺寸為70 mm×90 mm，諧振長度L2=16.40 mm,PCB的厚度H在2.0,1.6,1.2,1,0.8,0.4 mm，這6個(gè)點(diǎn)上變化時(shí)，對(duì)應(yīng)的諧振頻率變化如圖3(a)所示，輸入阻抗變化如圖3(b)所示。VSWR如圖3(c)所示。從圖3可以得到:隨著PCB的厚度依次減小，諧振頻率逐漸升高，在H=0.8 mm時(shí)為2.45 GHz;輸入阻抗先減小再增大，在H=0.8 mm時(shí)為(47.3209+j4.597 7)Ω;隨著板厚的減小，VSWR的最低點(diǎn)向著右邊移動(dòng)，當(dāng)H=0.8 mm時(shí)，在2.4～2.5 GHz下，VSWR小于2。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3013100