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算法仿真天线实验报告一、实验介绍本次实验旨在通过算法仿真的方式，研究和探索天线的工作原理及性能。
通过使用仿真软件，可以加深对天线特性的理解，并通过仿真结果分析进一步优化天线设计。
二、实验过程1. 确定仿真软件：本次实验使用的是电磁仿真软件HFSS，该软件可以进行电磁场分析，可以用来模拟和分析天线的性能。
2. 设计天线模型：根据实验要求，选择天线的类型和参数。
可以选择一根直立的天线杆，设置杆的高度和直径。
也可以选择适当的天线形状和尺寸，例如常用的方形衬型天线、印制天线、贴片天线等。
3. 定义天线工作频段：根据实验要求，确定天线的工作频段。
可以选择一个单一频段，也可以选择多个频段。
4. 设计电源供应：确定天线的电源方式，可以选择直流电源或者交流电源。
5. 进行电磁仿真：将天线模型导入HFSS软件中，在软件中配置和定义仿真参数。
定义天线工作频段、电源参数等。
进行电磁仿真。
6. 仿真结果分析：根据仿真结果，分析天线的增益、方向性、频率响应等性能指标。
对于无法满足实验要求的天线，可以进行参数调整和优化。
7. 优化设计：根据分析结果，对天线模型进行优化设计。
可以调整天线的尺寸、形状、材料等参数。
再次进行仿真。
8. 重复实验：根据需要，可以进行多次优化设计和仿真实验，以进一步提高天线性能。
三、实验结果与分析通过电磁仿真软件进行天线实验，在给定的频段和工作条件下进行仿真，可以获得以下性能指标：1. 增益：增益是衡量天线辐射效果的重要指标，表示天线辐射功率与理论理想辐射功率之比。
一般来说，增益越大，天线辐射能力越强。
2. 方向性：方向性是指天线辐射功率随辐射方向的变化情况。
一般来说，天线的方向性越集中，表示天线的辐射范围越小，辐射功率更集中。
3. 频率响应：频率响应是指天线在不同频段上的辐射能力。
在实际应用中，天线需要能够覆盖整个工作频段，保持稳定的性能。
通过对仿真结果的分析，可以得到天线在不同频段下的增益、方向性等性能指标的变化情况。
第1节未开槽的手机平面倒F天线（PIFA）图1 手机PIFA天线的三维图1.1 建立模型天线的HFSS模型如表1及表2表1 手机PIFA天线三维体模型表2 手机PIFA天线的二维面模型在HFSS中建立新的工程，在HFSS>Solution Type中选择Driven Modal。
在Modeler>Units中选择mm。
（1）创建手机电路板gnd，设置为perfect E。
（a）由工具栏选择yz平面，点击Draw Rectangle ，输入顶点位置坐标，按回车键之后，输入矩形的尺寸。
选择，点击画图的窗口，将窗口中的矩形调整到合适大小。
双击中的rectangle1，将name栏的rectangle1改为名字gnd （b）为GroundPlane设置理想导体边界。
点击HFSS>Boundaries>Assign>Perf E在理想边界设置中，将理想边界命名为PerfE_gnd（2）创建天线底座，材料的相对介电常数为3.3。
（a）点击Box，起始点位置坐标(0mm,0mm,0mm.)，长方体X,Y,Z三个方向的尺寸：dx=8mm，dy=30mm，dz=-28mm，在属性中将长方体改名chassis（如图2）。
图2 chasiss与gnd（b）将材料的相对介电常数设置为3.3。
双击chassis，进入Attribute界面，点击Material右侧的栏目选择Edit（如图3（a）），进入Self Definition界面（如图3（b）），点击Add Material进入View/Edit Material界面。
Material name设为plastic，点击确定，回到Self Definition界面，选择plastic，点击确定，回到Attribute界面，此时Material右侧栏目变为“plastic”，点击确定。
（a）(b)(c)图3 设置材料界面（3）创建Patch，设置为perfect E。
天线结构的力学性能分析与优化设计天线结构的力学性能分析与优化设计摘要：天线作为通信系统中重要的组成部分，对于其力学性能的分析和优化设计具有重要意义。
本文针对天线结构的力学性能进行分析与优化设计，通过力学模型的建立和仿真分析，对天线的刚度、振动模态和自由空振频率等指标进行分析与优化，以实现天线结构的稳定性、工作性能和可靠性。
在此基础上，采用优化算法对天线的材料和结构进行优化设计，以提高天线的力学性能和工作效果。
通过本文的研究与分析，可以为天线的设计和制造提供一定的指导和参考。
关键词：天线；力学性能；分析；优化设计1.引言天线作为无线通信系统的重要组件，对于通信质量和性能起着关键作用。
天线结构的稳定性和可靠性是保证通信系统正常工作的基础，而天线的力学性能是影响其稳定性和可靠性的重要因素。
因此，对天线的力学性能进行分析与优化设计是至关重要的。
2.天线的力学模型与分析为了对天线的力学性能进行分析与优化设计，首先需要建立相应的力学模型。
天线结构一般可简化为梁或薄壳结构，根据实际情况选择合适的力学模型进行建立。
在建立力学模型时，需要考虑天线结构的几何形状、材料性能和工作条件等因素。
2.1 天线的刚度分析天线的刚度是指天线受到外部力作用时的抗弯和抗扭能力。
通过弯曲和扭转实验可以测量天线的刚度系数，进而分析天线的刚度性能。
刚度分析的关键是建立包括天线结构、材料性质和外部载荷等因素的力学模型，并根据边界条件和受力分析等原理计算天线的刚度系数。
2.2 天线的振动模态分析天线的振动模态是指天线在受到外部激励或自然频率下的振动形式。
通过振动模态分析，可以确定天线的主要振动模态和共振频率，从而了解天线在工作过程中可能存在的振动问题。
振动模态分析的方法主要包括模态分析和频率响应分析。
模态分析通过求解天线结构的固有频率和振动模态，确定天线的固有振型；频率响应分析通过加载外力或外界激励，计算天线的响应和振动特性。
2.3 天线的自由空振频率分析天线的自由空振频率是指在无外界激励下，天线结构产生自由振动的频率。
手机天线在整机环境下的效率分析与仿真摘要：本文建立了整机环境下的天线等效电路；该等效电路能够简单清晰地被用来分析天线的效率及其他指标。
文章讨论了天线在整机环境下效率损耗的各种来源以及相关的改进措施。
通过在SEMCAD下仿真实际的手机天线模型，证实了由等效电路分析得出的结论。
最后对实测与仿真在效率上的差异进行了分析。
关键词：手机天线，辐射效率，等效电路，手机仿真，SEMCADEfficiency Analysis and Simulation of Mobile PhoneAntennas in the Whole Device EnvironmentYANG zhenchao1, NIE zaiping1, ZONE xianzheng1，BAN yongling2(School of Electronic Engineering, University of Electronic Technology and Science of China, Chengdu 610054)1 (Shenzhen Huawei Communication Technology Company Ltd., Shenzhen 518129)2Abstract: In this paper, an equivalent circuit model of antennas under the whole device circumstance is established, which can help analyzing the efficiency and other performance of antennas easily and clearly. Then the various sources causing the deterioration of the efficiency of antennas in the whole device environment and their relevance measures for improvement are discussed. The conclusion from the analysis of the equivalent circuit is confirmed by simulating practical mobile phone model in SEMCAD. Finally, the difference in the antenna efficiency between measurement and simulation is analyzed.Keywords: Mobile phone antennas; Radiation efficiency; Equivalent circuit; Mobile phone simulation; SEMCAD1 引言移动通信的不断发展对终端天线提出了宽频带、小型化、高效率等要求。
手机平面倒F型天线PIFA的模拟分析(doc 50页)部门： xxx时间： xxx整理范文，仅供参考，可下载自行编辑本科畢業設計（論文）手機平面倒F型天線（PIFA）的模擬分析學院物理與光電工程學院專業電子科學與技術年級班別 2008（2）班學號 3108009196學生姓名鄭耀華指導教師吳多龍2012年6月摘要移動通信的迅猛發展，對應用於手機的天線提出了小型化、寬頻帶、多頻段工作等要求。
而平面倒F天線(Planar Inverted-F Antenna, PIFA)因其具有體積小、重量輕、剖面低、可內置、且易於加工等突出的結果特點以及能實現寬頻帶和多頻段的特性而在手機中得到了廣泛的應用。
隨著不同用途的需求，對手機天線性能的要求越來越高，準確分析PIFA天線的物理尺寸和性能參數的關係有越來越重要的作用。
對此，本文利用Ansoft HFSS模擬軟體研究了初始設定物理尺寸下PIFA天線的各個性能指標，並分析相關參數對天線性能影響。
論文論述了天線的基本概念和參數指標，討論了手機PIFA天線的基本結構和實現多頻段的設計方法。
在瞭解軟體Ansoft HFSS的天線模擬功能和模擬流程的基礎上，對一種雙頻（GSM/DCS）PIFA天線的設計方案進行了模擬分析。
最後，討論了該天線的高度H和貼片突出的長度對天線性能的影響。
本文的工作，不僅對手機PIFA天線的工程設計提出了一種有效模型結構，而且證實了使用Ansoft HFSS模擬軟體的天線模擬功能，能夠在其它更為複雜的天線工程設計中，進行更多的方案比較並縮短設計週期，降低研製成本。
最後，根據該天線模型結構製作實物，通過測試和不斷優化，得出結果與模擬結果相一致，可作為實際應用中手機天線。
關鍵字：PIFA，手機天線，HFSS，雙頻，模擬分析AbstractWith the rapid development of mobile communication, properties of miniaturization, broadband and multi-frequency for antennas in mobile phone are demanded. And planar inverted-F antenna (PIFA) coming out during these years has been rapidly and widely adopted because it has the structural advantages of small size, light weight, low profile, internally equipped, easily fabricated and mounted on the carrier. But, with the increased demands of antenna quality for different purposes, how to analyze the physical sizes and performance parameters of mobile phone antenna will be more and more important. So, this thesis used Ansoft HFSS software to do research about various performance indicators of PIFA in the initial settings of physical sizes, and analyze the related parameters for the influence on the performance of the antenna.The thesis introduced basic concepts and parameters of antenna, and discussed the basic structure and design of multi-band about the PIFA antennas of mobile phone. Be familiar with simulation function and simulation process of Ansoft HFSS software, did simulation analysis about the design of a dual-band(GSM/DCS) PIFA antenna. Lastly, the proposed antenna is experimentally studied, and effects of the height of the antenna and the extended top-patch portion on the performance of the antenna are discussed.The work of this thesis, not only provided an effective model structure of engineering optimized design of PIFA antenna, but also confirmed that functional simulation of Ansoft HFSS software can do optimization on design in more complex antenna projects, compared to more programs, it will ensure the precision and reduce the design cost. Finally, according to the antenna structure making physical model, through the test and continuous optimization, to obtain the result is consistent with simulation results and can be used as mobile phone in practical application.Key words：PIFA, Mobile Phone Antenna, HFSS, dual frequency, Simulation analysis目錄1 绪论 ...................................................................................................... 错误！未定义书签。
天线的效率仿真方法
天线是无线通信系统中重要的组成部分。
而天线的效率是衡量天线性能的重要指标之一。
因此，对于天线效率的仿真方法研究具有重要意义。
一种常用的天线效率仿真方法是使用电磁场仿真软件，如CST、HFSS等。
这些软件可以对天线的电磁场进行三维仿真，从而得到天线的辐射功率和输入功率，进而计算出天线的效率。
这种方法精确而直观，可以考虑到天线的各种细节特性，如电磁波的散射和衍射等，对天线效率的预测结果较为准确。
另一种天线效率仿真方法是基于传输线理论的建模分析。
传输线理论将天线看作是一组传输线的组合，通过考虑传输线的参数，如电阻、电感和电容等，可以模拟和分析天线的效率性能。
这种方法计算量较小，适用于简单的天线结构和低频段的天线设计。
除了仿真方法，天线效率的实验测量也是一种重要手段。
在实验中，可以利用功率计、频谱仪和天线特性测试仪等设备对天线的输入功率和辐射功率进行测量，通过功率的比值计算出天线的效率。
这种方法具有较高的准确性，可以验证仿真结果并对天线的实际性能进行评估。
天线的效率仿真方法主要包括电磁场仿真、传输线理论建模和实验测量三种方法。
不同的方法可以根据具体的天线设计需求和仿真目的选择使用，以获得准确有效的天线效率评估结果。
本科毕业论文(设计)题目：平面倒F缝隙天线的仿真分析学院：自动化工程学院专业：通信工程姓名：杜哲指导教师：宗卫华2010年5月30日Simulation Analysis of PIFA Slot Antenna摘要手机天线设计的主要指标是小型化、多频化和内置化。
平面倒F天线（PIFA）由金属地板、辐射贴片、短路贴片和馈电系统组成，其结构紧凑、成本低、制作容易，得到了广泛的应用。
但小型PIFA天线的带宽较窄，不易实现同时覆盖GSM800和GSM900，可以在地面开槽形成缝隙天线，通过缝隙引入新的谐振来展宽工作带宽。
论文在前人研究的基础上，利用HFSS12.0仿真了普通的PIFA天线和地面开槽的PIFA缝隙天线，并将二者进行了比较，证明了在地面开槽能够实现增加PIFA带宽的作用。
关键词平面倒F天线缝隙天线谐振频率回波损耗AbstractThe main indexes of mobile antenna design is miniaturization,multi-frequency and built-in. Planner inverted-F slot antenna consists of metal ground with slots,radiating patch,short circuit patch and feeding line.PIFA slot antenna，which has the features of compact size,low cost,easy to fabricate and has been applied widely.The compact PIFA has a narrow band at lower frequency,can not cover both of GSM800and GSM900.The bandwidth can be widened by introducing slots on the ground plane,because the slots can excite additional resonances.Based on existed studies,PIFA slot antenna and PIFA antennae has been simulated through electromagnetic simulation software HFSS12.0，the results show PIFA slot antenna has wider bandwith than traditional PIFA.Keyword Planar inverted F antenna(PIFA)Slot antenna Resonant frequency Return loss目录前言 (1)第一章绪论 (2)1.1研究背景及意义 (2)1.2本文内容及安排 (2)第2章PIFA和PIFA缝隙天线的理论分析 (4)2.1常见的PIFA天线举例 (5)2.2PIFA天线原理 (8)第三章平面倒F天线的仿真 (9)3.1建立新的工程模型 (9)3.2设置设置材料、源和边界条件 (13)3.3求解设置 (15)3.5后处理计算 (16)第四章缝隙天线的仿真分析 (21)4.1建立工程模型 (21)4.2设置设置材料、源和边界条件 (27)4.3求解设置 (28)4.4后处理计算 (28)结束语 (34)谢辞 (35)参考文献 (36)前言手机天线是手机的重要组成部分，按照安置方式分，目前手机天线主要有内置及外置天线两种。
智能天线自适应算法MATLAB仿真分析与研究智能天线自适应算法是一种应用于通信系统的技术，可以根据环境条件和通信需求自动调整天线的参数和特性，以提高信号质量和系统性能。
在毕业设计中，可以通过进行MATLAB仿真分析和研究来验证智能天线自适应算法的有效性和优势。
首先，可以利用MATLAB软件搭建智能天线自适应算法的仿真平台。
通过编写相关的代码和程序，实现自适应算法的各个模块，并将其整合在一起，形成完整的仿真系统。
在仿真平台中，可以模拟不同的通信环境，例如不同的信道模型、信号干扰等，以及不同的通信需求，例如多用户通信、高速数据传输等。
其次，可以利用仿真平台进行各种不同场景下的仿真实验，并对实验结果进行分析和研究。
可以通过改变算法的参数设置、调整天线的指向性和增益、改变信号的传输方式等来观察系统性能的变化。
可以比较智能天线自适应算法与传统固定天线的性能差异，并分析其优缺点。
在仿真实验中，可以采用常用的性能指标来评估系统的性能，例如误码率、信号-to-干扰比、比特错误率等。
可以绘制相关的曲线图来直观地展示系统性能的变化趋势，并进行定量分析。
此外，还可以分别对自适应算法的不同模块进行性能评估和比较，以寻求系统性能的进一步优化。
最后，可以对仿真结果进行统计和总结，并提出相关的结论和建议。
可以分析不同环境和需求对智能天线自适应算法的影响，并讨论其在实际通信系统中的应用前景和潜力。
可以探讨现有算法的改进方向和未来的研究方向，并提出自己的观点和想法。
在撰写毕业设计论文时，可以结合仿真结果和分析内容，进行系统的论述和论证。
可以清晰地介绍智能天线自适应算法的原理和背景，详细描述仿真平台的搭建和实验设置，并展示仿真结果和分析。
可以对各个模块的性能进行综合评价，并提出自己的见解和贡献。
综上所述，通过MATLAB的仿真分析与研究，可以验证智能天线自适应算法的有效性，为毕业设计提供实际可行的解决方案，并为未来的相关研究提供支持和借鉴。
波导天线的设计及仿真分析一、引言波导天线是一种新型天线，由于其无需拉长导线，能够适应较小的体积空间，被广泛应用于通信、雷达和卫星等大量专业领域中。
本文将着重介绍波导天线的设计原理、仿真分析以及应用案例。
二、波导天线的设计原理波导天线主要由导波器、馈电部分和辐射器三个部分组成，其中导波器是波导天线的核心。
导波器是一种特殊的波导，在导波器中电磁波的传播方向与传统的波导不同。
传统的波导为长方形，电磁波在波导内传播的方向为短边方向；而在导波器中，电磁波在导波器内传播的方向为长边方向。
导波器的结构与传统的波导有很大的不同，导波器内部拥有许多细小的谐振腔，能够使电磁波在导波器中呈现出多次反射的状态。
在波导天线的馈电部分，我们需要将电信号从馈线输入到导波器内，同时又需要保证电信号传输的过程中尽可能的减少能量损耗。
一般来说，我们需要利用馈线来实现信号的输入和输出。
为了减少反射信号和能损失，在馈电部分通常需要设计宽带匹配网络。
在辐射器部分，一般采用一种金属片中空穴的方式来实现。
辐射器的好坏直接影响天线的辐射功率和方向性。
因此，在进行波导天线设计时，我们需要根据应用环境的不同来选择不同形状的辐射器。
三、波导天线的仿真分析波导天线的仿真分析是波导天线设计的一个必不可少的步骤。
一般来说，我们可以借助电磁场仿真软件进行波导天线的仿真。
在进行仿真时，首先需要确定模型中天线的材料、结构参数等内容，然后将其输入至仿真软件中，进行电磁场仿真。
通过仿真可得出电磁场强度、辐射功率、频段宽度、方向图图案及相应的带宽等信息。
根据仿真结果，我们可以调整天线设计的参数以优化天线性能。
四、波导天线的应用案例波导天线具有广泛的应用领域，其中最为常见的应用是在通信和雷达系统当中。
下面将为大家介绍几个波导天线的应用案例。
1、通信系统中的波导天线现代通信系统是无线通信的代表。
随着手机、平板电脑、电视小盒子等电子设备的发展，人们对通信接收效果的要求也越来越高，波导天线耐高温、易修复、广频、方向性好等优点也让其在通信系统中得到了广泛应用。
手机天线在整机环境下的效率分析与仿真摘要：本文建立了整机环境下的天线等效电路；该等效电路能够简单清晰地被用来分析天线的效率及其他指标。
文章讨论了天线在整机环境下效率损耗的各种来源以及相关的改进措施。
通过在SEMCAD下仿真实际的手机天线模型，证实了由等效电路分析得出的结论。
最后对实测与仿真在效率上的差异进行了分析。
关键词：手机天线，辐射效率，等效电路，手机仿真，SEMCADEfficiency Analysis and Simulation of Mobile PhoneAntennas in the Whole Device EnvironmentYANG zhenchao1, NIE zaiping1, ZONE xianzheng1，BAN yongling2(School of Electronic Engineering, University of Electronic Technology and Science of China, Chengdu 610054)1 (Shenzhen Huawei Communication Technology Company Ltd., Shenzhen 518129)2Abstract: In this paper, an equivalent circuit model of antennas under the whole device circumstance is established, which can help analyzing the efficiency and other performance of antennas easily and clearly. Then the various sources causing the deterioration of the efficiency of antennas in the whole device environment and their relevance measures for improvement are discussed. The conclusion from the analysis of the equivalent circuit is confirmed by simulating practical mobile phone model in SEMCAD. Finally, the difference in the antenna efficiency between measurement and simulation is analyzed.Keywords: Mobile phone antennas; Radiation efficiency; Equivalent circuit; Mobile phone simulation; SEMCAD1 引言移动通信的不断发展对终端天线提出了宽频带、小型化、高效率等要求。
其中提高手机天线的效率不仅是提高链路通信质量的要求，也是减少辐射能耗、改善手机内部电磁环境的要求。
然而众所周知手机内部是非常复杂的金属介质混合结构，要提高手机天线的效率势必要求设计者事先对手机各部分器件对效率的影响建立清晰的物理图像，正确地理解各种效率损耗的来源。
然后以此为基础在设计过程中规避各种可能导致效率损耗的因素。
另一方面，随着计算电磁学和计算机的发展，复杂的精细结构已经能够得到较为准确的仿真模拟。
通过电磁仿真软件对效率进行精确的模拟仿真，将帮助天线工程师在设计的早期正确评估天线的性能，从而缩短研发的周期。
合理地简化模型并赋予合适的电磁参数以避免繁复的计算，同时保证仿真得到较为准确的结果，成为仿真手机天线中的关键问题[1]。
本文首先回顾了天线效率的定义及其构成；通过建立整机环境下天线的等效电路，分析了影响天线性能特别是效率的因素并提出了相关的措施。
然后我们对华为的一款手机天线进行了仿真，验证了由等效电路分析得出的结论。
最后讨论了仿真与实测在天线效率方面差异的原因。
2 天线的效率及等效电路2.1 自由空间中的天线天线的等效电路（如图1所示）将天线看成带损耗的谐振器。
其损耗来自天线的辐射和欧姆损耗，而天线近场往复振荡的能流，如同谐振器中的无功功率，可以等效为由电容电感组成的谐振器。
图 1 自由空间中天线的等效电路由此可以将天线的Q 值定义为：（1）不同于一般的谐振器，天线希望具有尽可能低的Q 值以获得宽带、高辐射效率及低近场储能等特性[2]。
等效电路左端为匹配网络，决定着天线与源之间的匹配情况。
匹配作用可以来自于分布式或集总式的匹配电路，也可以源于天线自身结构所形成的等效电感电容。
天线效率由辐射效率和匹配效率构成[3]，通过天线的等效电路可以清晰的看到效率的构成及基本的影响因素。
天线效率的公式如下：r rad r lR R R η=+ （2） 21mat η=-Γ （3）r l X Q R R ===+单位时间的储能中心频率单位时间的耗能频带宽度2(1)r sys mat rad r lR R R ηηη=∙=-Γ∙+ （4） 从公式可以看出，匹配效率可以通过匹配网络来弥补，而提高辐射效率的途径不外乎从提高辐射电阻R r 和降低损耗电阻R l 入手[4]。
一方面降低损耗电阻就要求选用高导电率的导体以及低损耗的介质。
另一方面当天线电尺寸较小时，辐射电阻与天线的电尺寸紧密相关，电尺寸的缩小往往伴随着辐射电阻的降低。
辐射电阻的降低一般无法通过天线的阻抗值反映出而只能通过辐射效率来观察，因为只有在天线自身结构没有匹配作用即不会形成等效电容电感的情况下，输入电阻才能看成是由辐射电阻和损耗电阻组成。
2.2 整机环境下的天线整机环境包括电介质如手机外壳、按键、液晶屏等部件，磁介质如话筒、听筒和扬声器中的磁铁，金属如屏蔽罩、电池壳、振动器以及电路板包括柔性PCB 板（FPCB ）上复杂的金属布线。
下面将分析各部分对天线性能的影响。
手机中电介质的介电常数及尺寸会影响天线的谐振频率，同时电介质的导电率及磁介质的磁滞效应会导致辐射效率的降低。
各种金属结构将改变天线的电流分布，造成谐振频率的偏移。
另外如果机内的电磁兼容没有处理好，将导致电磁能量通过电路走线或是FPCB 耦合入电路元件，不仅造成天线自身的辐射效率下降也将增加元器件工作时的背景噪声。
根据上述分析，可以对此时天线的等效电路进行修改，如图2所示，整机环境的加载可以等效为电容的电介质加载、电感的磁介质加载以及电磁耦合，另一方面金属的加载会改变辐射电阻、损耗电阻及天线结构的匹配效果。
图2 整机环境中天线的等效电路从上述分析可以看出，要改善整机环境下天线的效率，需要做到以下几个方面：● 尽量选用低损耗的电介质和磁介质；● 做好电磁兼容，包括屏蔽、接地、滤波和控制FPBC 长度等方面；● 金属部件布局妥当，与天线保持必要的距离；● 调节好天线结构或是匹配电路，使得匹配效率尽量高。
由于整机环境实际上处于天线的近场区中，近场区的特点是相位变化剧烈、场的强度随距离快速下降，为了尽量减小对天线的影响，各部件都应避免和天线距离过近，特别是高损耗的部件。
3 实际天线的仿真本文的仿真平台采用SEMCAD ，手机天线的模型由华为公司提供。
在仿真的过程中，对同一模型分别用宽带和谐波两种激励模式进行馈电[5]。
先用宽带模式考察手机天线的阻抗特性，得到S11曲线。
再利用谐波模式得到谐振频率下天线的效率以及辐射特性。
网格的剖分对结果影响较大，合适的剖分精度需要权衡结果的准确度和运算时间[6]。
对于最为重要的天线及馈电部分，其最大的网格步长设置为0.0015λ，而对于手机其他区域，为保证仿真的准确性，最大网格步长设置为0.07λ。
宽带模式下对整机进行剖分得到3.9M 网格。
原始的手机模型和原剖分后的模型如图3所示。
图3 原始手机模型及剖分后的模型为了简化模型，手机内小于1mm3的器件不会进行剖分。
通过搜集各部件的资料同时将仿真同实测数据进行比较和优化，设定各个部件的电磁参数如表1。
表1 材料参数的设置将手机的所有部件分为三大类：●介质器件，液晶屏、话筒、按键橡胶等；●金属器件，马达、屏蔽盖、电池等；●手机外壳及按键。
为考察整机环境对天线的影响，本文对五种情况进行了仿真：1．整机；2．去除机壳及按键的整机；3．去除介质器件的整机；4．去除金属器件的整机；5．只有天线及其支架和PCB板。
仿真得到的S11曲线如图4所示，五种情况下在谐振频率处的辐射效率和匹配效率由表2给出。
图4 五种情况下天线的S11曲线表2 五种情况下的辐射、匹配和总效率图4表明外壳按键这种体积大且具有一定介电常数的结构对手机天线频率的影响最为剧烈；金属器件对谐振频率的影响也很大，这是由于金属元件容易改变天线结构，从而造成天线电流路径或是电流分布发生变化。
而介质元器件由于其体积小分布零散对谐振频率的影响有限。
观察表2，可以发现天线的支架、外壳和按键模块对辐射效率的影响最大，一方面由于这些结构本身就是有耗的，另一方面由于具有一定的介电常数，这些结构可以使电场更加紧密地束缚在手机天线附近，从而使得更多的能量损耗在手机内部的各有耗器件上。
金属器件本身损耗并不大但是由于其能改变电流分布，使得电流更靠近有耗的外壳和介质器件，从而降低天线的辐射效率。
介质器件的有耗性决定了其降低辐射效率作用，但由于体积小且分布散所以介质器件降低的幅度并不大。
根据上述仿真结果，可以看出：为提高天线的辐射效率，应选用低损耗和低介电常数的机壳、按键及介质器件，同时注意金属器件尽可能避开高损耗的介质器件。
4 与实测数据的差异分析该款手机天线是普通的单频PIFA，其在整机环境下的实测谐振频率为872MHz，总效率为35%。
可以看出仿真得到的谐振频率与实测值吻合很好，但是效率差异较大。
原因分析如下：首先，在测量手机天线过程中没有对馈电的同轴电缆进行无耗的扼流处理，加入铁氧体环虽然能够起到减小同轴电缆影响的效果，但它是以吸收一部分电缆外皮上的电流为代价，其结果是导致测试的辐射效率偏低。
如果能通过无耗的巴伦来遏制同轴外皮上的电流，可以预期测量的辐射效率将会得到提高[7]。
其次，在仿真方面，建立的模型对细节结构特别是有耗元器件及馈电结构的简化是否会对仿真结果造成影响还有待进一步的研究。
5 结论本文建立了整机环境下天线的等效电路，该等效电路可以为天线设计者提供清晰的物理图像。
文章分析了天线效率损耗的来源并提出了相关的规避措施。
通过仿真实际的手机模型，验证了由等效电路做出的结论，分析了不同类型的部件对天线辐射性能的影响。
最后对实测和仿真在效率上的差异进行了分析，后续的工作将验证这些分析以期望得到更小的差异。
