基于數(shù)據(jù)傳輸?shù)男⌒吞炀€系統(tǒng)研究

華東師范大學
圖1中，金屬棒的半徑為8 mm；介質(zhì)層的厚度為1．6 mm，半徑為140 mm；貼片的半徑直接選擇允許的最大尺寸50 mm；饋線的孔徑為O．5 mm；接收天線與發(fā)射天線間的間距為5 mm。這里使用兩個短路針加載在饋點附近，盡量靠近中心原點，最后確定的孔徑大小為1 mm，高度為1．6 mm。

2 天線系統(tǒng)的仿真結果
采用HFSS對系統(tǒng)進行仿真，經(jīng)過多次對于短路針位置以及尺寸的嘗試，最終在263 MHz左右出現(xiàn)了比較滿意的結果，微帶天線的S11達到了-17 dB，如圖2所示。

圖3是整個天線系統(tǒng)的傳輸特性曲線，即S21參數(shù)。發(fā)射天線的輻射方向圖如圖4所示。

3 結果分析
設計過程中發(fā)現(xiàn)，短路針的位置和尺寸對于結果影響很大。研究結果表明，加載短路針可以有效減低天線的工作頻率。本文嘗試了很多次后，大致總結的規(guī)律如下：如果固定短路針的位置，則短路針的尺寸(這里主要是孔徑的大小)越小，頻率下降得越多；如果固定短路針的孔徑大小，則短路針越是靠近饋點或是中心時，頻率下降得越多；相反越是遠離中心，頻率下降的幅度也越小。由輻射方向圖可以發(fā)現(xiàn)，微帶天線的中間被一個導體金屬棒打穿，因此該位置的輻射能量為0，原來輻射能量強的地方由于受到金屬棒的影響，被“擠”向兩端，成為兩個橢球的形狀，提高了方向性。由S21傳輸參數(shù)圖可以發(fā)現(xiàn)，頻率在265 MHz左右時，衰減大約是-9.5dB(插入損耗)，在該頻率范圍內(nèi)可以進行能量的傳輸。