伞形偶极子天线的优化与仿真
将反射系数同心圆,等阻圆,等抗圆画在一起就成了史密斯圆图。
也就是常用的阻抗圆图。
或者射频设计师简称圆图。
史密斯圆图是微波技术上的一个非常重大之发明。
通常用来表征微波传输线上的阻抗。
其水平轴为实数轴,上面偏电感,而下面偏电容。
右面的阻值偏高;而左面的的阻值偏低。
因此将负载的频率响应特性画在圆图上,那匹配的手段将一目了然,一个采取哪些措施,射频工程师是一清二楚的。
实际调试时不会把手放在天线上,在天线pattern不做大的变动的前提下,调试两种办法:
1.调匹配电路,smith chart 上半部呈感性,下半部呈容性,第一象限时串电容,第四象限时串电感,第三象限时并电容,第四象限时并电感,使尽量靠近50Ω阻抗;调高频时并电容串电感,调低频并电感串电容。
2.fine-tune天线本体,加长或者剪短路径调频率,亏点位置,接地方式,还有周围环境和走线的互相耦合作用...都会影响驻波,视情况处理,得多试。
使用电容电感器件进行阻抗匹配,在史密斯图上的可以遵循下面四个规则: - 沿着恒电阻圆顺时针走表示增加串联电感; - 沿着恒电阻圆逆时针走表示增加串联电容;jr'vS[b - 沿着恒电导圆顺时针走表示增加并联电容; - 沿着恒电导圆逆时针走表示增加并联电感。
当然也可以使用ADS电磁仿真软件的强大功能优化,仿真天线的S参数。
下面是使用ADS软件优化,仿真伞形天线的步骤:
S参数仿真—Mesh设置
在Momentum => Mesh =>Setup中设置Mesh,Mesh的设置决定了仿真的精度。
通常,Mesh Frequency和Number of CellsPer Wavelength 越大,精度越高。
但是这是以仿真时间的增加为代价的。
有时不得不以精度的降低换取仿真时间的减小。
在本例中,我们采用Mesh的默认值,即:Mesh Frequency为后面S仿真中的频率上限值, Number of Cells Per Wavelength为30。
1 .S参数仿真 选择Momentum中的Simulation―Sparameters 出现一个对话框如右图。
在Sweep Type中可以选择Single,Adaptive,Linear
出现一个对话框如右图。
在Sweep Type中可以选择Single,Adaptive,Linear
Single 表示对单个频率点进行仿真,Adaptive表示根据曲线变化的幅度选择不同频率下的Sample Point,以用最少的Sample Point来描述图形,因此在对大范围的频率扫描时,推荐使用AdaptiveType;对于Linear,是选择上下频率的范围和步长,在规定频率段和规定步长下进行取点。
这里选择adaptive。
如下图对S参数仿真进行设置:
点击update,Simulate,开始仿真。
仿真结果:
谐振频率是刚好位于1.800GHz的,反射波损耗为-28.161dB。
输入阻抗为Z0*(0.933+j0.036)=46.65+j1.8。
2 。
天线的带宽
对于VSWR<1.5,天线带宽为13%(1.683GHz—1.917GHz)
对于VSWR<2.0,天线带宽为23.8%(1.600GHz—2.026GHz
3.观察远区辐射方向图
选择Momentum=>Post Processing=>RadiationPattern,在弹出的对话框中:
Select Frequency中选择1.8GHz,因为这是谐振频率。
在Visualization Type中选择3DVisualization,因为我们首先想观察三维视图。
在Port1 Impedance中写入端口1的输入阻抗,这个在S11图中我们已经测量了,为:46.65+j1.8Ω。
点击Compute。
选择Current =>Set Port Solution
Weights,单击OK。
然后, 选择Current
=>Plot Currents。
按照相位从0 0 - > 9 0 0 -> 1 8 0 0 - > 2 7 0 0,分别
为:
天线的辐射方向图
4 。
天线的增益
选择
Momentum=>Post Processing=>RadiationPattern->2D Data Display,然后点击Compute,得到:
大电流电感关于LM5576 DCDC buck switch输出波形的一点疑这是LM5576的框图,从图中还是很容易看出来他是如何工作的。
我的工作状态是48V输入,3.3V输出,输出电流在0.6A左右。
这个是用示波器采集到的输出波形,可以看出在每次MOS管开
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