HFSS設(shè)計(jì)手機(jī)中的縫隙天線

   【摘 要】目前手持設(shè)備中的天線一般需要放置在設(shè)備主板的頂部或者底部，中間位置因?yàn)橹靼迳系钠骷�很難凈空，普通天線效果不佳，而且天線也需要增加成本。縫隙天線不需要凈空，只要在主板上通過(guò)鋪銅來(lái)實(shí)現(xiàn)，不需要成本，而且對(duì)主板器件擺件限制不高，可以做到因地制宜，實(shí)現(xiàn)天線功能。

    1 前言

    縫隙天線是利用電磁場(chǎng)中的互易原理：開(kāi)口縫隙周圍流動(dòng)的電流輻射出的場(chǎng)，可以等效于開(kāi)口縫隙上的等效磁流輻射出的場(chǎng)。微帶縫隙天線利用開(kāi)在接地板上的縫隙，由介質(zhì)基片另一側(cè)的微帶線(或槽線，帶狀線等)對(duì)其饋電而向外輻射。目前手持設(shè)備中的天線一般需要放置在設(shè)備主板的頂部或者底部，中間位置因?yàn)橹靼迳系钠骷�很難凈空，普通天線效果不佳，而且天線也需要增加成本。縫隙天線不需要凈空，只要在主板上通過(guò)鋪銅來(lái)實(shí)現(xiàn)。

    Ansoft HFSS 是一款界面友好，計(jì)算準(zhǔn)確的仿真軟件，對(duì)具體設(shè)計(jì)具有良好的指導(dǎo)和分析作用。本文通過(guò) HFSS 軟件對(duì)縫隙天線進(jìn)行仿真，指導(dǎo)設(shè)計(jì)工作，并分析結(jié)果，得到了非常好的效果。并把這一設(shè)計(jì)應(yīng)用到實(shí)際研發(fā)生產(chǎn)中，為企業(yè)節(jié)省了成本。

    2 仿真與指導(dǎo)設(shè)計(jì)

    如圖1 所示，使用 HFSS 建立的簡(jiǎn)化的手機(jī)主板模型。縫隙天線位于手機(jī)主板中間邊緣，通常這個(gè)位置周圍會(huì)擺放元器件，不能凈空處理。

圖1 手機(jī)主板簡(jiǎn)化模型

    縫隙天線的走線方式，如圖 2，3 所示，在主板top 層割縫，饋線在Bottom 層。Bottom 層在top 縫下面要做凈空。饋線要穿過(guò)slot 實(shí)現(xiàn)饋電。

圖2  縫隙 

圖3 饋線

    天線諧振點(diǎn)的調(diào)節(jié)，如圖4 所示，通過(guò)改變縫隙長(zhǎng)度來(lái)改變諧振，圖中是在饋線長(zhǎng)度為8、16、20、30mm 時(shí)的諧振點(diǎn)，實(shí)際調(diào)試中可以在主板上通過(guò)鋪銅皮或割銅皮來(lái)調(diào)試。

圖4 天線諧振

    天線阻抗調(diào)節(jié)，如圖5 所示，通過(guò)調(diào)節(jié)饋線長(zhǎng)度（阻抗）來(lái)調(diào)節(jié)諧振深度或匹配到50 歐姆，圖中是縫隙為 20mm，饋線分別是8、10mm 時(shí)的諧振深度，實(shí)際可以在主板上通過(guò)鋪銅皮或割銅皮來(lái)調(diào)試。

圖5 天線諧振深度

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