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本次設(shè)計(jì)采用微帶形式，設(shè)計(jì)一款24GHz雷達(dá)天線，天線實(shí)現(xiàn)低副瓣，高增益。雷達(dá)天線系統(tǒng)多采用一發(fā)一收形式，為有效降低收發(fā)天線之間的耦合，設(shè)計(jì)一款蘑菇形隔離結(jié)構(gòu)，有效降低耦合，仿真效果表明，天線性能良好。關(guān)鍵詞：24G雷達(dá) 微帶天線 HFSS 低副瓣 高隔離度1． 天線單元設(shè)計(jì)微帶天線通常是在薄介質(zhì)板一面附著金屬導(dǎo)體作為接地板，另一面加金屬 貼片而形成的。

工程師會(huì)利用仿真驅(qū)動(dòng)的高頻電磁物理學(xué)來(lái)設(shè)計(jì)陣列元件、整體陣列配置，以及驅(qū)動(dòng)天線的射頻（RF）硬件和電子電路。相控陣列天線的基礎(chǔ)知識(shí)相控陣列天線系統(tǒng)十分復(fù)雜且功能強(qiáng)大，包含電力電子設(shè)備、RF組件和天線設(shè)計(jì)。為了解設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)如何配置相控陣列天線系統(tǒng)，以及哪些應(yīng)用最適合該技術(shù)，工程師應(yīng)熟悉以下基礎(chǔ)知識(shí)。

Step3：設(shè)計(jì)相位補(bǔ)償超表面單元設(shè)計(jì)完成后，相位調(diào)控超表面設(shè)計(jì)特點(diǎn)就來(lái)了，相位補(bǔ)償超表面的基本工作機(jī)理，就是利用離散的、相移參數(shù)各異的相位調(diào)控單元，對(duì)口徑近場(chǎng)相位分布的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)口徑近場(chǎng)相位的同相分布，從而提高天線增益。因此，需要做的就是依據(jù)口徑近場(chǎng)相位分布，按照相位調(diào)控單元尺寸-相移參數(shù)的對(duì)應(yīng)曲線，將口徑近場(chǎng)相位分布轉(zhuǎn)化為相位調(diào)控單元尺寸分布。

單元設(shè)計(jì)這里方便起見(jiàn)，采用背饋的微帶天線，模型如下本文設(shè)計(jì)在73.5GHZ左右，經(jīng)過(guò)不斷優(yōu)化仿真，得到回?fù)軗p耗如下圖上圖可知，-10db帶寬為71GHz---76.5GHz天線單元的增益比較重要，太小的話會(huì)影響天線陣列的性能，根據(jù)相關(guān)理論，天線單元沒(méi)翻倍，增益將增加3dB左右，當(dāng)然這是在理想情況下，也就是耦合很小情況。

關(guān)鍵詞：平板天線 定向輻射 高增益 低剖面 單元設(shè)計(jì)天線單元選擇經(jīng)典的貼片天線，為有效調(diào)整阻抗，在貼片邊沿嵌入一個(gè)缺口，設(shè)置波端口，并且嵌入操作，時(shí)的貼片的邊沿阻抗和微帶線的特征阻抗數(shù)值相等，即將邊沿阻抗優(yōu)化到100+j*0的情況。

? Ansys技術(shù)方案- HFSS天線工具箱集成上百種天線形式。- 參數(shù)化模型，一鍵完成綜合設(shè)計(jì)，模型復(fù)用。- 高效的優(yōu)化算法加快設(shè)計(jì)探索效率。? 推薦Ansys模塊- AnsysHFSS + HPC 2.05 陣列天線設(shè)計(jì)? 設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)- 5G陣列天線單元數(shù)目龐大，陣面太大，使用傳統(tǒng)方法求解對(duì)內(nèi)存要求太高且計(jì)算緩慢。

首先設(shè)計(jì)了雙饋電的貼片單元，然后用雙層耦合的形式進(jìn)一步擴(kuò)展帶寬，接著設(shè)計(jì)了小型化寬帶90度電橋，將該電橋和天線集成，實(shí)現(xiàn)了良好的寬帶特性。關(guān)鍵字：圓極化；微帶天線；寬帶化；小型化。

隨著通信系統(tǒng)的飛速發(fā)展，天線設(shè)計(jì)正面臨著小尺寸、多頻段、大帶寬、大場(chǎng)景與高可靠性等多重挑戰(zhàn)。在缺乏成熟方案可供借鑒的情況下，創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)與高效的仿真手段成為突破瓶頸、激發(fā)靈感的關(guān)鍵工具。在即將于 2025年10月19日-22日在廣西桂林舉辦的中國(guó)電子學(xué)會(huì)天線年會(huì)上，Ansys受邀特別推出 【天線仿真專題分會(huì)場(chǎng)】（10月20日 19:00–21:00）。

經(jīng)過(guò)綜合考慮，本次設(shè)計(jì)采用羅杰斯Ro5880板材，相對(duì)介電常數(shù)為2.2，損耗正切值約為0.002下一步就是設(shè)計(jì)貼片部分，首先要確定貼片的尺寸，本次設(shè)計(jì)的串聯(lián)饋電陣列，要滿足低副瓣要求，就要實(shí)現(xiàn)各個(gè)單元激勵(lì)電流的幅度控制，如圖1所示W(wǎng)p與Lp分別是貼片的寬度與長(zhǎng)度，其中Lp決定天線的中心頻率，Wp影響阻抗，實(shí)現(xiàn)不同單元間的電流分布，就是調(diào)整Wp，最初的貼片大小可以根據(jù)微帶天線的經(jīng)典理論計(jì)算得到，

圖5 天線單元、陣列饋電結(jié)構(gòu) 圖6 單元與陣列S11上圖是天線的S11，可以看到在4.2Hz到6.0Hz范圍內(nèi)低于-10dB，實(shí)現(xiàn)的寬帶特性。

利用HFSS場(chǎng)路協(xié)同設(shè)計(jì)功能，將周期性邊界條件仿真的陣中單元特性與饋電網(wǎng)絡(luò)在Circuit中組裝在一起，考慮天線單元之間的耦合特性和饋電網(wǎng)絡(luò)的寄生效應(yīng)情況下，進(jìn)行匹配設(shè)計(jì)饋電網(wǎng)絡(luò)和陣列天線的協(xié)同仿真。

目錄5G行業(yè)概述5G研發(fā)中面臨的仿真設(shè)計(jì)挑戰(zhàn) 數(shù)字/模擬/混合芯片設(shè)計(jì) 射頻前端芯片設(shè)計(jì) 芯片/封裝/系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì) 單元天線設(shè)計(jì) 陣列天線設(shè)計(jì) 陣列天線和射頻前端的場(chǎng)路協(xié)同設(shè)計(jì) 便攜設(shè)備天線的仿真設(shè)計(jì) 天線SAR仿真 射頻連接器仿真 射頻介質(zhì)濾波器仿真 射頻微波無(wú)源器件仿真 射頻有源器件版圖效應(yīng)仿真 場(chǎng)景級(jí)電磁場(chǎng)仿真設(shè)計(jì)

對(duì)于由單元離散排列組合成的圓環(huán)，其產(chǎn)生的模式數(shù)量和單元個(gè)數(shù)有關(guān)，應(yīng)滿足-N/2<L<N/2。其中，N是單元個(gè)數(shù)，L就是OAM模式，饋電采用?φ=2piL/n為每個(gè)單元間的相位差即可。2.基于線性極化貼片單元的OAM天線設(shè)計(jì)本節(jié)設(shè)計(jì)微帶貼片形式的AOM天線，單元如圖3所示。

-FSS單元設(shè)計(jì)與優(yōu)化：FSS單元的選擇與設(shè)計(jì)，是FSS天線罩電性能的關(guān)鍵。 -FSS天線罩建模：FSS天線罩的建模非常困難，主要是FSS平面的曲面建模問(wèn)題。一般要借助第三方CAD工具，以及專用腳本來(lái)實(shí)現(xiàn)。

設(shè)計(jì)智能植入物的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是開發(fā)出高效可靠的無(wú)線天線。作為一家提供前沿解決方案的產(chǎn)品開發(fā)和技術(shù)咨詢公司，我們期待使用Ansys Discovery來(lái)增強(qiáng)我們現(xiàn)有的Ansys HFSS天線設(shè)計(jì)工作流程。這將使我們能夠快速探索天線概念設(shè)計(jì)，并加速向客戶交付創(chuàng)新型解決方案。”

無(wú)需實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)航天器或天線即可有效控制無(wú)線電波束的能力是FreeFall方法的關(guān)鍵點(diǎn)之一。HFSS能夠?qū)ο辔缓驼穹雀鞣N量進(jìn)行快速網(wǎng)格劃分和參數(shù)化調(diào)整，為天線仿真與設(shè)計(jì)提供高效的流程。 Pat指出：“Ansys使確定正確網(wǎng)格的流程在一定程度上實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。因此，這就和設(shè)計(jì)天線并定義合適的邊界條件一樣簡(jiǎn)單。10次中約有9次都可以使用自動(dòng)確定的默認(rèn)網(wǎng)格劃分。”

在佳馳科技的實(shí)際項(xiàng)目中 Feko 不僅為天線測(cè)試提供了一種高效的仿真驗(yàn)證手段，也幫助我們?cè)跍y(cè)試方案選型、天線結(jié)構(gòu)優(yōu)化、暗室建設(shè)參數(shù)規(guī)劃等方面具備了更清晰的依據(jù)。仿真從設(shè)計(jì)中前置地介入到測(cè)試驗(yàn)證環(huán)節(jié)，這種跨流程協(xié)同將進(jìn)一步推動(dòng)我們產(chǎn)品開發(fā)的精度和效率。

超透鏡是一種通過(guò)控制表面納米結(jié)構(gòu)來(lái)調(diào)制光束的幅度和相位，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)波前操控（如光束偏轉(zhuǎn)、光束聚焦和偏振分束等）的新型技術(shù)，現(xiàn)有的超透鏡設(shè)計(jì)一般分為介質(zhì)天線結(jié)構(gòu)和金屬諧振結(jié)構(gòu)兩種。一、介質(zhì)天線結(jié)構(gòu)對(duì)于超透鏡的各種應(yīng)用來(lái)說(shuō)，首先需要超透鏡的單元，即介質(zhì)天線結(jié)構(gòu)的透過(guò)相位可以在360&deg;的相位范圍內(nèi)進(jìn)行自由調(diào)制。

Ansys副總裁兼電子、半導(dǎo)體和光學(xué)事業(yè)部總經(jīng)理John Lee指出：“借助Ansys技術(shù)，F(xiàn)lexium等全球PCB行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者可實(shí)現(xiàn)在電路板應(yīng)用設(shè)計(jì)中探索各種可能性的自由，并成功開發(fā)用于高頻信號(hào)收發(fā)器應(yīng)用的前瞻性天線解決方案。

企業(yè)使命：為中國(guó)制造輸送靈魂設(shè)計(jì)師，助力中國(guó)智造。企業(yè)愿景：CAE 應(yīng)用方案解決。