天线小型化课件.ppt

1、目录 第一章 前言 第二章 声表面波标签天线的设计 第三章 实验室中的印刷偶极子天线 第四章 印刷偶极子天线的小型化设计 结束语第一章第一章 前言前言1.1 声表面波与RFID技术概述 声表面波(Surface Acoustic Wave, SAW) 是传播于压电晶体表面的机械波；RFID技术是一种利用射频技术实现的非接触式自动识别技术。SAW-RFID电子设备具有体积小、重量轻、耗能低、生产重复性好、无需调整及温度稳定性优良等优点。1.2 声表面波射频识别技术的特点及应用前景 特点：声表面波器件的尺寸和信号的声波波长相比拟的，能实现小型化；容易对信号进行取样和变换；便于大量生产；抗辐射能力强

2、，动态范围很大；声表面波标签也有传感器功能。前景：目前声表面波标签已有实际应用，由于真正无源不需维护，且与现有IC 芯片标签性能互补，所以会有巨大的市场前景。1.3 声表面波标签天线的特点 标签天线最常见的形式主要有线圈天线、微带天线和偶极子天线。诸多因素比较分析得出，偶极子天线,具有辐射能力强,制造工艺简单,成本低等优点,且能够实现全向性,因此经常应用于远距离RFID系统中。第二章第二章 声表面波标签天线的设计声表面波标签天线的设计 这一章，首先介绍了天线的最基本概念，天线能够将电磁能量转化为电磁场传播出去，同时又能够通过将空间中的电磁场转化为电磁能量来接收电磁波。然后介绍一些天线的基本参数

3、定义。最后分别对偶极子天线，四分之一波长天线以及贴片天线作以简要地描述。印刷偶极子天线设计印刷偶极子天线设计 考虑到天线的成本和应用，根据要求选择的考虑到天线的成本和应用，根据要求选择的介质材料为厚度介质材料为厚度0.8mm0.8mm，介电常数为，介电常数为4.54.5。损耗角。损耗角正切正切tan delt=0.014tan delt=0.014的软质的软质PVCPVC板。板。 印刷偶极子臂印刷偶极子臂微带巴伦线微带巴伦线接地板LoWoLbWbg1g2通孔LdWd 印刷偶极子臂印刷偶极子臂微带巴伦线微带巴伦线接地板LoWoLbWbg1g2通孔LdWd通过相关计算及实际调试得出，在通过相关计算

4、及实际调试得出，在2.45GHz中心频率下，印刷偶极子中心频率下，印刷偶极子天线的具体尺寸为：天线的具体尺寸为：L0= 21.3mm，W0=6mm，Lb=23.1mm，Wb=5mm，Ld=5.1mm，Wd=13.9mm，g1=3mm，g2=1mm，Wf=3mm，Wh=3mm，R=0.4mm。天线的整。天线的整体尺寸为体尺寸为45.6mm*37.2mm。 ADS仿真仿真 2. 22. 42. 62. 82. 03. 0-30-25-20-15-10-5-350FrequencyM ag. dBR eadoutm 1R eadoutm 2R eadoutm 3S11m 1f req=dB(yut

5、ou2450_m om _a. . S(1, 1)=-30. 7552. 464G H zm 2f req=dB(yut ou2450_m om _a. . S(1, 1)=-14. 9032. 299G H zm 3f req=dB(yut ou2450_m om _a. . S(1, 1)=-14. 9092. 609G H z当驻波系数当驻波系数VSWR1.5时，利用公式时，利用公式|=(VSWR-1)/(VSWR+1)，可以得出，可以得出 |0.2,根据根据S11 =20lg|，从而，从而计算出计算出S11-13.98dB。因此所设计的天线满足要求，具有较。因此所设计的天线满足要求，具

6、有较好的回波损耗特性好的回波损耗特性 ADS仿真仿真 freq (2. 000G H z t o 3. 000G H z) R eadoutm 4S11m 4f req=yut ou2450_m om . . S(1, 1)=0. 042 / -42. 213i m pedance = Z0 * (1. 063 - j 0. 061)2. 500G H z 有关数据分析：有关数据分析： 在天线满足通信系统所要求的电压驻波比小于1.5的要求下，天线工作的中心频率为2.45GHz，带宽约300MHz，完全满足天线设计时的所需的频率和带宽要求。由图5得到，在2.45GHz时，若设特性阻抗Z0=50欧

7、姆，则馈点的阻抗为50*（1.063-j0.061）=(53.15-j3.05)欧姆，能够较好地与50 欧姆的同轴电缆馈线相匹配。 第三章第三章 实验室中的印刷偶极子天线实验室中的印刷偶极子天线 一种贴片天线实物图一种贴片天线实物图利用相关仪器测出该天线的回波损耗图利用相关仪器测出该天线的回波损耗图 印刷偶极子臂印刷偶极子臂微带巴伦线微带巴伦线接地板LbWbg1g2通孔LdWd折叠部分折叠部分LoLzWzWo通过相关计算及实际调试得出，在通过相关计算及实际调试得出，在2.45GHz中心频率下，折合偶极子天中心频率下，折合偶极子天线具体尺寸：线具体尺寸：Lo=9mm，Wo=1mm，Lz=11m，

8、Wz=4.4mm，Lb=20mm，Wb=5mm，Ld=1.5mm，Wd=14mm，通孔半径为，通孔半径为0.4mm。天。天线的整体尺寸为线的整体尺寸为29.8mm*25.5mm，比小型化之前面积减小了约比小型化之前面积减小了约55%。折叠偶极子天线结构尺寸折叠偶极子天线结构尺寸 2.45GHz 2.45GHz印刷偶极子天线的小型化设计将图印刷偶极子天线的小型化设计将图3 3所示的偶极子天线的偶极子臂向下弯折。折叠后所示的偶极子天线的偶极子臂向下弯折。折叠后的天线应满足：电流通过折合偶极子臂的最短距的天线应满足：电流通过折合偶极子臂的最短距离应该和四分之一谐振波长大致相等。离应该和四分之一谐振波

9、长大致相等。印刷偶极子臂印刷偶极子臂微带巴伦线微带巴伦线接地板LbWbg1g2通孔LdWd折叠部分折叠部分LoLzWzWo ADS仿真仿真 2. 22. 42. 62. 82. 03. 0-20-15-10-5-250FrequencyM ag. dBReadoutm 1Readoutm 3Readoutm 2S11m 1freq=dB(yut ou2450zd_m om .S(1,1)=-20.8012.458GHzm 3freq=dB(yut ou2450zd_m om .S(1,1)=-15.0452.500GHzm 2freq=dB(yut ou2450zd_m om _a.S(1,1

10、)=-14.5292.391GHz ADS仿真仿真 freq (2. 000G H z t o 3. 000G H z) R eadoutm 4S11m 4f req=yut ou2450zd_m om . . S(1, 1)=0. 091 / -130. 152i m pedance = Z0 * (0. 881 - j 0. 124)2. 458G H z 有关数据分析：有关数据分析： 在天线满足通信系统所要求的电压驻波比小于1.5的要求下，小型化后天线工作的中心频率仍约为2.45GHz，带宽约100MHz，带宽减小了约200MHz，这是小型化引起的，也同样完全满足天线设计时的所需的频率和带宽要求。由图10得到，在2.45GHz时，若设特性阻抗Z0=50欧姆，则馈点的阻抗为50*（0.881-j0.124）=(44.05-j6.2)欧姆，也能够较好地与50 欧姆的同轴电缆馈线相匹配。 结束语 本文分别给出了2.45GHz中心工作频率下的印刷偶极子和小型化后印刷偶极子天线的设计思路，并用ADS软件进行辅助的仿真分析。经过对比可以得到：小型化后的天线尺寸大大减小，仅为原来的45%。带宽虽然有所减小，但完全满足声表面波标签的需求。致 谢精品课件精品课件！精品课件精品课件！