設計和仿真無線局域網(wǎng)設備(WLAN)天線

圖3顯示了FR4介電常數(shù)在4.2～5.0之間的變化對偶極子天線諧振頻率的影響。此處我們注意到，介電常數(shù)越高，則共振頻率越低。這個結果不出所 料，因為相對于介電常數(shù)升高而造成基片材料中的波長減少，偶極子天線本身具有較大的電尺寸。當設計低制造成本產(chǎn)品時，通常會存在這些變化，考慮這些因素特 別重要。

圖3 FR4PCB介電常數(shù)變化對天線諧振頻率的影響

通過查看圖4中顯示的幾何結構的變化對天線表面電流的影響，可對天線設計得到進一步的了解。

表面電流圖對診斷失配或不希望有的耦合的來源非常有幫助，圖中的電流密度用多種顏色來表示，并通過對電流相位進行360°掃描動態(tài)刷新而得到動畫效果。

現(xiàn)在，可以看到電流是如何被引入到相鄰結構中或在何處引起了不希望有的諧振，從而進一步進行修正。

這比傳統(tǒng)的試探法多次加工和調(diào)整電路板或不斷地進行切割、粘貼電路板要精確和高效得多。

圖4 印刷偶極子天線上的表面電流的動畫顯示有助于確定和修正與相鄰結構發(fā)生不希望有的耦合，或發(fā)生反射和諧振的位置

Momentum中使用的矩量法（MOM）仿真技術假設介質(zhì)平面是無限大的。大多數(shù)應用都近似滿足這樣的條件。在必須考慮有限介質(zhì)效應的情況下（如印刷偶極非常緊密地貼近PCB邊緣時），可以通過全三維電磁場仿真工具，使用有限元方法（FEM）進行分析。圖5顯示了使用由Agilent EEs of EDA開發(fā)的電磁設計系統(tǒng)（EMDS）進行仿真的情形，將偶極子天線先后放置在與PCB邊緣間隔5mm和2mm的位置，結果發(fā)現(xiàn)諧振頻率發(fā)生了大約100MHz的偏移。

圖5 全三維電磁場仿真顯示印刷偶極子天線在靠近PCB邊緣時的效應。將偶極子天線從距離PCB邊緣5mm處移動到2mm處時，諧振頻率向上偏移100MHz