一、概述

PIFA天線(xiàn)可以采用在輻射金屬片上開(kāi)槽的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)雙頻和多頻段工作。采用如下圖所示的U形開(kāi)槽方案來(lái)實(shí)現(xiàn)PIFA天線(xiàn)在GSM 900和DCS 1800 兩個(gè)頻段上的工作。其中，在GSM 900頻段，信號(hào)上行頻率范圍為880MHz ~ 915MHz，下行頻率范圍為925MHz ~ 960MHz，中心工作頻率約為920MHZ；在DCS 1800頻段,信號(hào)上行頻率范圍為1 710MHz ~ 1 785MHz，下行頻率范圍為1 805MHz ~ 1 880MHz，中心工作頻率約為1 800MHz。
雙頻PIFA天線(xiàn)是在GSM 900單頻PIFA天線(xiàn)基礎(chǔ)上，在其輻射金屬片上開(kāi)出寬度為2mm的U形槽來(lái)實(shí)現(xiàn)雙頻工作的，如下圖所示。U形槽的縫隙寬度用變量W_ slot 表示，U形槽的長(zhǎng)度和寬度分別用變量L2_ slot 和L1_ slot表示，下圖所示的A點(diǎn)位置坐標(biāo)用變量表示為( Xslot, Yslot，H)。這樣可以通過(guò)改變變量L1_ slot、 L2_ slot 和W_ slot 來(lái)改變U形槽的大小，通過(guò)改變變量Xslot和Yslot來(lái)改變U形槽的位置，從而方便天線(xiàn)的仿真調(diào)試，以及分析U形槽的大小和位置對(duì)天線(xiàn)性能的影響。
在設(shè)計(jì)中，U形槽主要改變電流回流路徑，實(shí)現(xiàn)天線(xiàn)在DCS 1800頻段的工作。從理論上來(lái)講，U形槽長(zhǎng)度I2_ slot 和寬度L1_ slot 之和約為1/4個(gè)工作波長(zhǎng)，然而在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，諧振頻率會(huì)受到天線(xiàn)高度、短路金屬片的寬度、U形槽的位置等多種因素的影響，沒(méi)有一組準(zhǔn)確的理論值，需要不斷地調(diào)試才能得到最終的結(jié)果。在這里，W_ slot的初始值取2mm，L1_slot和I2_slot的初始值分別取27mm和23mm，Yslot初始值取43mm，U形槽位于輻射貼片的中央，所以Xslot的值用變量表達(dá)式(W1 - L1 _slot)/2 表示。首先添加和定義上述的變量，接下來(lái)在之前的天線(xiàn)模型上創(chuàng)建如下圖所示的U形槽，最后分析查看天線(xiàn)的性能。

二、模型創(chuàng)建

1、添加變量如下

2、模型創(chuàng)建

在GSM 900單頻PIFA天線(xiàn)的基礎(chǔ)之上，在輻射貼片上簡(jiǎn)歷U形貼片，在執(zhí)行相減操作，在輻射貼片上制造處U形槽如下

3、修改求解頻率

修改求解頻率與掃頻如下

三、結(jié)果分析

S${}_{11}$在0.5GHz ~ 2.3GHz的掃頻分析結(jié)果如下：

從結(jié)果報(bào)告中可以看出，設(shè)計(jì)的PIFA天線(xiàn)有兩個(gè)諧振頻率，分別為895MHz和1846MHz。在輻射金屬片上開(kāi)槽后，可以成功引入1.8GHz左右的高頻諧振點(diǎn)，但是開(kāi)槽也影響了天線(xiàn)的低頻諧振點(diǎn)，由最初的920MHz變成現(xiàn)在的895MHz。為了提高低頻諧振點(diǎn)，使天線(xiàn)工作于GSM 900頻段，我們需要適當(dāng)減少輻射貼片的長(zhǎng)度值L1,把L1由之前的60mm減小到53mm。同時(shí)，為了降低高頻諧振點(diǎn)，需要適當(dāng)增加U形槽的長(zhǎng)度值L2_ slot, 把L2_ slot 由之前的23mm增加到25mm。
微調(diào)后結(jié)果如下：

從結(jié)果中可以看出，微調(diào)天線(xiàn)的尺寸之后，天線(xiàn)的兩個(gè)諧振頻點(diǎn)分別落在GSM 900和DCS 1800 工作頻段內(nèi)了。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的HFSS - GSM 900 和 DCS 1800 双频PIFA天线的设计与仿真的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

如果覺(jué)得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。