利用ADS和HFSS仿真微带天线案例01矩形微带天线设计原理在工程上，微带天线采用传输模法设计，在PCB板上实现，如图1(a)所示：L是微带天线长边，电场正弦变化；W是其宽边，天线的辐射槽便是宽边的边沿；ΔL是由边沿电容引起的边沿延伸。
图1(b)给出其等效电路图，可看成源阻抗通过长为L+2ΔL的传输线与负载阻抗ZL 相连，其中ZS=ZL是辐射槽的阻抗；Zin是从输入端口位置的辐射槽向里看的输入阻抗，即不包含第一个辐射槽阻抗在内的输入阻抗。
由具有任意负载阻抗的一段传输线的输入阻抗公式可得（微波工程51页）：其中，Z0为宽度W的微带线的特性阻抗，β为传播常数。
谐振时，把(2)带入(1)式得到：Zs=Zin=ZL。
这也表明半波长线不改变负载阻抗。
ΔL、εe由以下两个式子确定。
其中，W为微带天线的宽边；h为介质板的厚度；εr为相对介电常数。
W值不是很关键，通常按照下面的式子确定：02矩形微带天线ADS仿真设计。
要求：PCB基片εr=3.5，厚度h=1mm，导体厚度T=0.035mm，工作频率3GHz，输入阻抗50Ω。
2.1 几何参数计算根据式（2）-（5）计算天线几何参数。
2.2 馈线设计、ADS LineCalc工具使用（1）启动LineCalc,如图2所示。
（2）Substrate Parameters 栏中，设置PCB参数；Component Parameters 栏中，设置频率；Electrical 栏中设置阻抗和电长度。
具体设置如下：相对介电常数Er: 3.5介质厚度H: 1mm导体厚度T：0.035mm工作频率Freq:3GHz特征阻抗Z0=50Ω电长度E_Eff:180°其他为默认值。
（3）设置完成后，将Physical 栏中W和L的单位改成mm，然后点击Synthesize 栏下的“向上箭头”按钮，在Physical 栏中得到馈线的宽度为2.219360mm，长度为30.162200mm。
右旋圆极化矩形微带天线设计一、引言大多数情况下，矩形微带天线工作于线极化模式，但是通过采用特殊的馈电机制及对微带贴片的处理，它也可以工作于圆极化和椭圆极化模式。
圆极化的关键是激励起两个极化方式相互正交的线极化波，当这两个模式的线极化波幅度相等，且相位相差90度时，就能得到圆极化的辐射。
矩形微带天线获得圆极化特性的馈电方式有两种：一种是单点馈电，另一种是正交馈电。
本文采用单点馈电。
我们知道，当同轴线的馈电点位于辐射贴片的对角线位置时，可以激发TM10和TM01两个模式，这两个模式的电场方向相互垂直。
在设计中，我们让辐射贴片的长度L和宽度W相等，这样激发的TM10和TM01两个模式的频率相同，强度相等，而且两个模式的电场相位差为零。
若辐射贴片的谐振长度为Lc，我们微调谐振长度略偏离谐振，即一边的长度为L1，另一边的长度为W1，且L1>W1，这样前者对应一个容抗Y1=G-jB，后者对应一个感抗Y2=G+jB，只要调整L1和W1的值，使得每一组的电抗分量等于阻抗的实数部分，及B=G，则两阻抗大小相等，相位分别为-45度和+45度，这样就满足了圆极化的条件，从而构成了圆极化的微带天线。
其极化旋向取决于馈电点接入位置，当馈电点在如图1-1的A点时，产生右旋圆极化；当馈电点在图1-1的B 点时，产生左旋圆极化波。
图1-1 单馈点圆极化矩形微带天线结构二、结构设计设计微带天线的第一步是选择合适的介质基片，假设介质的介电常数为εr，对于工作频率为f的矩形微带天线，可以用如下的公式估算辐射贴片的宽度：21212-+=)ε(fcW r(1)其中，c是光速。
辐射贴片的长度一把取为2cλ，其中cλ是介质内的导波波长，考虑到边缘缩短效应后，实际的辐射贴片长度为：LfcLe∆-=22ε(2)其中，eε是有效介电常数，L∆是等效辐射缝隙长度，它们可以分别用下式计算，即为：211212121-+-++=)(wh r r e εεε).)(.().)(.(.8025802640304120+-++=∆h w h w L e e εε对于同轴馈电的微带贴片天线，在确定了贴片长度L 和宽度W 之后，还需要确定同轴线馈点的位置，馈电的位置会影响输入阻抗，通常要求是50Ω阻抗匹配。
基于HFSS矩形微带贴片天线的仿真设计
李艳;戴亚文
【期刊名称】《机电工程技术》
【年(卷),期】2010(039)010
【摘要】根据微带天线的辐射原理和实际修正,设计了一种谐振频率为7.55GHz 的矩形微带天线,利用Ansoff公司的HFSS10.0对其进行了建模并对其进行仿真,分析了天线的S参数图,驻波比以及方向图.仿真结果跟理论结果很吻合,证明了方法的可行性,同时也证明了HFSS是一种对微带天线有效的仿真工具.
【总页数】3页(P40-41,50)
【作者】李艳;戴亚文
【作者单位】武汉理工大学理学院,湖北武汉,430070;武汉理工大学理学院,湖北武汉,430070
【正文语种】中文
【中图分类】TN82
【相关文献】
1.矩形微带贴片天线的设计与仿真 [J], 韩团军
2.基于HFSS的不同形状微带贴片天线的仿真设计 [J], 张天瑜
3.基于HFSS的短路针加载微带贴片天线的仿真设计 [J], 侯宁;张天瑜
4.基于HFSS矩形微带天线仿真与设计 [J], 王琨;王茂丞;李宗泽;林昊晨
5.基于HFSS的电磁场仿真实验课堂设计 [J], 杨慧春;高晶敏;魏英;王丽霞;付晓辉
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微带矩形天线设计工作中心频率：900MHz 中心频率VSWR：≤2馈电形式：底馈微带基片参数：εr＝4.5，h＝1.6mm,t=35um 建议使用仿真软件Designer或ADSDesigner设计步骤：1点击键。
2点击键3点击键4点击键5点击键，再点击键6选metalizeldsignal,键入名字，“m”,点击“OK”, 7再点击键8选dielectric,键入名字，“d”,点击“OK”,9点击最上行，即“d”10点击键11选signal,键入名字，“s”,点“OK”,12点击键13点击键14 Relative Permittivity 行输入值4.5，点“OK”。
15点击“确定”键16点击“确定”键17点击键，估算矩形微带天线的尺寸。
18点击键，19 选Rectangular Patch键20输入参数Frequency : 0.9GHz,VSWR :2.5,Input: 50,Vertical :100，点击“Calculate”键。
21 点击键，在划图区画图。
22双击所的画图23输入天线中心的坐标点值：0，0；输入天线的宽：78.14；输入天线的高：100；点“确定”。
24点击键，放入天线图中，以便加入底馈。
25双击所加的底馈图26修改底馈坐标点位置为：28.84，027点击键，BottomLayer选“m”28点击“确定”。
29把Preject13展开。
30在图标处点击右键，选“Properties”。
31点击“Lower Layer”键，选“coaxial excitation”。
32点击“确定“。
33在“Analysis”处点击右键，选”Add Solution Setup”键。
34选“Do Adaptive”,在Adaptive行输入0.9GHz,点“确定”。
35把Analysis展开, 在“Setup1”处点击右键，选”Add Frequency Sweep”键。
36点击Sweep Description的内容。
