應用于WLAN的寬頻帶天線設計

參數S11仿真與實測結果對比圖，如圖9所示，可以看出，實測結果與仿真結果對比在高頻段有較大的偏差，低頻段較為吻合。

3 誤差分析
由實驗測試結果可以看出，實際制作的WLAN寬頻帶天線的回波損耗與HFSS仿真軟件的模擬結果存在一定誤差。以下從五個方面分析造成誤差的原因。
(1)對于介電常數而言，高介電常數基板的關鍵參數是εr，因此準確的測定εr，是非常必要的；制作時所選用的基板的介電常數較低，影響其諧振頻率的關鍵性參量是天線輻射貼片Length1和Length2的長度誤差△L。而用共面波導饋電的方式(CPW-feed)，地板大小的誤差也是影響諧振點和帶寬的關鍵參量。在使用HFSS仿真時發現，天線貼片幾何尺寸的微小變化引起了仿真結果比較大的變化。所以，制作天線過程中貼片的微小誤差，對結果會產生較為嚴重的影響。
(2)SMA接頭處焊接不良、接口處有能量損耗等因素也是帶來誤差的原因。在測過多個焊接好SMA接頭的天線時發現，測得的結果總會有一定的不同。
(3)阻抗不匹配。由于共面波導饋電端口的特性阻抗受介電常數和貼片厚度影響，仿真時，貼片厚度是0．1 mm，計算得到的特性阻抗為50．2 Ω，而實際貼片厚為0．035 mm，計算得到的特性阻抗為56．1Ω，與SMA接口50 Ω不完全匹配。
(4)從軟件的角度來分析，基于數值分析方法的HFSS軟件本身只能提供數值解，且受設定的運算精度的限制，仿真結果與實際情況間必然存在誤差，這種誤差是不可避免的。
(5)實驗室測量方法、儀器、環境也是帶來誤差的原因。在測天線時發現，當天線放在不同的位置，測得的數據不一樣；當用兩個不同的分析儀測量時，結果也不一樣；在微波暗室中，墻壁吸波不完全，同時也不能完全隔絕外界雜波。

4 結語
本文根據常見的倒L平面單極子天線進行改進，設計了一款共面波導饋電(CPW-feed)的平面單極子倒L-U形天線。并通過仿真設計其總體尺寸為22 mm×35 mm，達到小型化的目的。根據仿真，天線-10 dB阻抗帶寬為2．36～2．58 GHz，相對帶寬為8．9％和3．62～5．96 GHz，相對帶寬為48．9％，滿足了WLAN的頻段要求。