測量

最后，天線原型在Pulse公司進行制造和測量。圖10用Smith圖顯示了沒用匹配電路時端口的仿真與測量阻抗。這里的端口1在絕大部分理想帶寬上得到了完美匹配。

圖10：沒有匹配電路時仿真(虛線)和測量(實線)得到的端口阻抗。

圖11a和11b顯示了有和沒有匹配電路時測量到的原型反射損耗和隔離值。圖12顯示了有匹配電路時的相應結果，圖13顯示端口2的諧振增強時隔離性能將變差。仿真和測量之間的一致性總體來看是不錯的。

圖11a：有匹配電路時測量得到的反射損耗和隔離值。

圖11b：沒有匹配電路時測量得到的反射損耗和隔離值。

圖12：有匹配電路時的仿真(虛線)和測量(實線)得到的端口阻抗。

圖13：最終設計中的端口隔離性能，其中虛線為仿真結果，實線為測量結果。

主 要出于教育的目的，可以仔細觀察圖14所示的仿真和測量數(shù)據(jù)之間的頻率偏差做進一步研究。對分立元件公差的統(tǒng)計分析展示了相對穩(wěn)定的性能。不過饋線長度出 現(xiàn)1.25mm或兩度的變化足以解釋這個差異。這也表明必須仔細考慮結構的尺寸以及如何將這個饋線長度用作調(diào)整匹配天線頻率(通常幾十兆赫茲)的一種直接 方式。最后，測量數(shù)據(jù)確認，設計的匹配電路可以將端口2的輻射效率提高20%以上，天線增益提高約2dB。

圖14：有匹配元件時的端口2反射損耗。實線是測量結果。紅色虛線是仿真結果，顯示了由于元件公差引起的統(tǒng)計分析結果。藍色虛線是饋線加長1.25mm后的仿真結果。

本文小結

本文介紹的虛擬軟件設計方法提供了一種“第一遍就正確”的匹配電路設計流程，與傳統(tǒng)方法相比它具有更高的效率和成本效益，為天線設計師提供了天線頻率調(diào)諧的量化指南，可確保他們設計出更高質(zhì)量的產(chǎn)品。Pulse公司為LTE小蜂窩基站設計的創(chuàng)新性雙饋線單輻射器孔徑耦合片狀天線就是應用這種方法的一個極好例子。

圖15：端口1的總體輻射圖案。

關于作者

Kimmo Honkanen，Pulse Electronics公司射頻工程師

Kimmo Honkanen 2006年畢業(yè)于科亞尼理工學院通信與傳輸專業(yè)，擁有信息科技學士學位。他在位于芬蘭比克希市的Pulse Electronics公司已經(jīng)做了5年的射頻工程師。

Jussi Rahola，Optenni公司管理總監(jiān)

Jussi Rahola在1996年獲得了芬蘭阿爾托大學數(shù)字數(shù)學專業(yè)的博士學位。他以前曾就職于芬蘭科技信息中心和芬蘭的諾基亞研究中心。2009年至今他一直擔任Optenni有限公司的管理總監(jiān)，專門從事Optenni Lab匹配電路優(yōu)化軟件的開發(fā)。

Jaakko Juntunen博士，AWR歐洲公司電磁應用部門負責人

Jaakko Juntunen在1995年獲得赫爾辛基大學數(shù)學和應用物理的碩士學位，并在2001年拿到博士學位，曾發(fā)表過一篇研究有限差時域(FDTD)方法的論文。