ADS Momentum設計平面天線實例

    另一個例子是ADS系統內建的例子。這個例子可以從ADS Main Window中的 File example project momentum antenna single_patch_prj找到，我們也可以用之前建入的Equation去計算電路的尺寸，如圖12。將基頻(fundamental frequency)設定為為7.6GHz，基板的介電係數為2.2、厚度為0.79mm，之後建構實體電路在Layout Window內，如圖13所示。模擬完之後可以在Data Display Window 中看到結果，從圖14中可以看到兩個諧振的頻率點，一個在7.6GHz，一個在18.37GHz。用第二個分析方法來看可以知道第一個諧振頻率為TM001 mode；第二個諧振頻率為TM030 mode，電流變化和遠場場型分別在圖15、16中。　

圖12 計算電路的尺寸　

圖13 電路的佈局圖

　

圖14 在Data Display Window中秀出模擬結果

　

(a)TM001 7.6GHz

　

(b)TM030 18.37GHz
圖15 電流變化　

(a)遠場場型 7.6GHz　

(b)遠場場型 18.37GHz
圖16 遠場場型

結論

    本文一開始先介紹天線饋入的方式，不同的饋入方式對平板天線的效能有決定性的影響，Transmission Line Feed 可以改變輸入的阻抗值，對諧振頻率並不會有太大的影響，Coaxial Feed和平板天線的排列成正交垂直，所以有很好的隔離度，Coupled Feed是利用coupled line 把能量耦合到天線上再幅射出去，這種方式耦合的能量通常較小，Buried Feed是把天線做在上層，傳輸線做在下層，同時使這二個部分達到最佳化，Slot Feed 是改良自Buried Feed 的架構，在傳輸線和天線中間放上接地面，使二者有很好的隔離度。
    其次介紹兩種分析平板天線的方法，一種是以Transmission-Line Model 來分析電路，另一則利用Cavity Model來做分析，利用Transmission-Line Model 可以設計平板天線的實際尺寸，再利用ADS 做模擬，如第一個設計的例子所述，利用Cavity Model 可以對平板天線實際的諧振情形有更深入的了解，如第二個例子所述。
    以ADS實際設計幾個例子，主要的目的是希望能幫助設計者使用ADS快速的完成設計的工作。更深入的理論可以參考Constantine A.Balanis , antenna theory analysis and design, Second Edition, Wiley, CH12, 2000。（本文由安捷倫科技提供）

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