电容加载与耦合PIFA天线的设计与优化.pdf

电容加载与耦合PIFA天线的设计与优化电容加载与耦合 PIFA 天线的设计与优化
张 博 吕 昕 孙厚军
（北京理工大学微波通信与电子系统实验室 ，100081）

摘要： 本文用 ANSOFT 公司的高频电磁仿真软件 HFSS 完成了形式较为复杂的电容加载与耦合 PIFA 天线 的设计，并利用其优化软件 OPTIMETRICS 对天线的指标进行了优化。依照优化的尺寸制作出来的样品与仿 真结果保持了很好的一致性。 关键词：HFSS 1．引言
近些年来,随着移动通信,WLAN, 蓝牙技术的发展,对于实现这些应用的终端设备也提出了更高的要求。其中共同的要求 就是减小终端设备的体积。而减小天线的体积正是降低整个终端设备体积的关键。在多种电小天线的设计方案中，最为有吸 引力的应该算平面倒 F 结构的天线（PIFA） 。传统 PIFA 的电尺寸可以做到四分之一波长，通过一些办法，如采用加载，在 辐射体表面刻缝等，甚至可以做到八分之一波长。本文利用 ANSOFT 高频电磁仿真软件 HFSS 设计并用其优化包 OPTIMETRICS 优化了电容加载与耦合 PIFA 天线。

PIFA

EDA

2．天线的指标与结构参数分析
2．1 天线的具体指标 中心频率 700MHz，带宽 2％（针对于输入阻抗 50 ,回波损耗小于-10dB）, 增益 0dB，体积限制在 70×20×15mm, 发射功率 0dBm，线极化 2．2 结构参数分析 由于对体积要求比较严格，所以采用电容加载的结构以降低天线尺寸。同时为了便于调节输入阻抗，采用了无接触电磁 耦合的馈电方法。因为这种小天线的性能对接地板较为敏感，该天线的地板就是发射机的外壳(80×40×10mm)，所以建模 时将发射机的外壳也考虑在内。 天线的具体平面结构形式如下：

图 1 天线主体平面图

关键结构参数及其对天线性能的影响： a. lpifa为辐射片的长度，增加长度可以降低