Eine Dualband-Antenne für GSM-Anwendungen

Wir berichten über eine Single-Feed-Mikrostreifenantenne für den Betrieb im GSM-Band (900/1800 MHz). Simulation und Messergebnisse werden für die Rückflussdämpfung und einige Antennenparameter dargestellt. Ursprünglich verhält sich das gleichseitige einzelne Dreieck wie ein 1,8-GHz-Resonator. Die Einführung von zwei Sporen entlang zweier Seiten - wie in der folgenden Abbildung dargestellt - liefert jedoch eine weitere Resonanz bei einer niedrigeren Mode, die bei 0,8 GHz beobachtet wird. Die simulierten Ergebnisse liegen sehr nahe an den gemessenen, die in [1] eingesehen werden können.

Abbildung 1 - Die 3D-Ansicht der Struktur in SolidWorks

Das Geflecht der Struktur ist im Bereich des Hafens feiner. Wir können auf das Standardnetz von HFWorks zurückgreifen, das die Abmessungen der Strukturen erkennt und ein recht praktisches Netz anwendet. Der Benutzer hat jedoch die vollständige Kontrolle über die globale Größe des Netzes und kann Netzkontrollen für Bereiche definieren, von denen er annimmt, dass sie für die Struktur relevanter sind.

Abbildung 2 - Geflecht der Struktur

Simulation

Wir bereiten eine Antennenstudie mit einem Schnelldurchlaufplan vor. Vorzugsweise sollte die Mittenfrequenz um eine der Resonanzmoden liegen. Da wir uns nur für die Messung der Rückflussdämpfung für einen ersten Schritt interessieren (die anderen Parameter werden in einem weiteren Schritt berechnet), können wir für Theta und Phi größere Schritte festlegen, um nicht viel Zeit für die Berechnung der Antennenparameter zu verschwenden. Darüber hinaus können wir auch von der Symmetrie der Form profitieren und eine PMCS-Ebene platzieren, die das Dreieck in identische Hälften schneidet. Dies könnte die Simulationszeit verkürzen.

Lasten/Fesseln

Wie in [1] angegeben, muss der Feed über einen SMA-Anschluss mit dem Patch verbunden werden. Es steht uns frei, den Verbinder auf unsere eigene Art und Weise unter Berücksichtigung der Abmessungen der Form zu bauen.

Wir kommen anschließend zur Netzvorbereitung: Das Netz entspricht dem, was der Simulator in der Form sieht. Wenn wir also die Sporen perfekt sehen wollen, müssen wir in diesem Bereich eine feine Maschenkontrolle anwenden. Ein Übergreifen irrelevanter Oberflächen würde zu einer sehr langen Simulationszeit führen.

Ergebnisse

Um die Genauigkeit der Simulation zu überprüfen, können wir uns die Rückflussdämpfungskurve ansehen. Die Kurve zeigt, dass der Simulator die beiden Resonanzmoden perfekt erfasst. Wie zu Beginn des Berichts erwähnt, wird in diesem Beispiel der Schnelldurchlaufplan verwendet. Der diskrete Sweep liefert genauere Ergebnisse. Die folgenden Abbildungen zeigen die simulierten und gemessenen Kurven

Abbildung 3 - Simulierte (rot) und gemessene (schwarz) Rückflussdämpfung

Abbildung 4 - simulierte Rückflussdämpfung (HFWorks)

Fazit

In diesem Beispiel konnten wir herausfinden, wie eine Antennenstudie in HFWorks in Schritten vor und nach der Simulation erstellt wird. Das simulierte Modell zeigt eine perfekte Übereinstimmung mit den Messungen. Es gibt auch verschiedene elektrische Parameter in 3D-Diagrammen aus. Die im Modell verwendeten Abmessungen und Materialien wurden für das vorgesehene Frequenzband optimiert. Die in das Dreiecksstück eingebrachten Sporen sollten gut vermascht sein, um den unteren Resonanzmodus zu entdecken.

Verweise

[1] A Triple Band Antenna for GSM and GPS Application Min Sze Yap, Lenna Ng, and Sheel Aditya 2003 IEEE