设计、分析和原型的Microstrip-Fed Wide-Slot天线

设计参数

天线的设计参数定义为提供[1]。

pcbThickness = 0.8 e - 3;pcbMaterial =“FR4”;pcbEpsilonR = 4.4;pcbTraceWidth = 1.5 e - 3;gndLength = 110 e - 3;gndWidth = 110 e - 3;slotLength = 53.7 e - 3;slotWidth = 53.7 e - 3;offsetTraceLength = 28 e - 3;pcbTraceLength = (gndWidth / 2 - slotWidth / 2) + offsetTraceLength;

创建图层形状

使用的设计参数,创建原语的基本形状。天线有两个金属层单层PCB的两侧。第一金属层的微带馈线和第二层金属groundplane的宽槽切断。定义形状后,使用布尔减创建槽在地面平面。

饲料= antenna.Rectangle (“长度”pcbTraceWidth,“宽度”pcbTraceLength,…“中心”[0,-gndWidth / 2 + pcbTraceLength / 2),…“NumPoints”,40 2 40 [2]);接地= antenna.Rectangle (“长度”gndLength,“宽度”,gndWidth);gndslot = antenna.Rectangle (“长度”slotLength,“宽度”,slotWidth);gndPlane =接地- gndslot;图;显示(gndPlane)

创建堆栈

创建PCB堆栈通过定义介电材料和安排层自上而下描述从最顶层金属层。定义一个提要位置和进料直径。这种天线的微带馈线带板的边缘。

d =介质(pcbMaterial);d。EpsilonR = pcbEpsilonR;d。厚度= pcbThickness;p = pcbStack;p。Name =“Strip-fed槽”;p。BoardShape =接地;p。BoardThickness = pcbThickness;p。层={饲料,d, gndPlane};p。FeedLocations = [0, -gndWidth / 2, 1, 3);p。FeedDiameter = pcbTraceWidth/2; figure; show(p)

计算的参数

天线的反射系数揭示了它如何回应刺激在任何特定的频率。通常情况下,数据库被认为是好的从阻抗匹配的角度来看。这里的参考阻抗是50-ohms的违约。

fmin = 1.4 e9;fmax = 2.6 e9;Z0 = 50;N = 21;频率= linspace (fmin fmax N);s = sparameters (p,频率,Z0);s11Fig =图;rfplot (1, 1)

的情节揭示了一个很好的匹配50-ohms带内1.6 - 1.85 GHz。

Gerber文件

Gerber文件常用格式导出PCB的几何信息。生成这些文件,需要两个额外的信息除了PCB本身。首先是使用连接器的类型和第二个是PCB制造业服务/观众服务。射频连接器的类型决定了在PCB板布局。天线工具箱™和射频连接器提供PCB的目录服务。PCB服务目录支持配置Gerber文件生成过程对制金宝app造业以及在线viewer-only。

美国格柏公司代Gerber文件的集合,描述一个印刷电路板(PCB)各自不同的角色。每个文件描述了PCB设计的一个特定方面。作为一个例子,PCB上有金属区域对应的信号和地面满是铜。.gtl中捕获这些信息和.gbl文件。焊接掩模的信息,用于保护和隔离金属区域,捕获的gt和.gbs文件。设计信息编码到丝网印刷层指定.gto和.gbo文件。了解这些文件的生成过程使用PCB制造服务和在线观众呈现设计。

戈贝尔在线查看器使用戈贝尔MayhewWriter配置文件生成过程Mayhewlabs免费在线3 d戈贝尔查看器。选择一个目录和修改它的SMA边缘连接器这个特殊的设计。使用PCB天线模型,服务和射频连接器创建PCBWriter。

W = PCBServices.MayhewWriter;W。文件名=“Microstrip-fed槽patch-MH”;C = SMAEdge_SamtecCustom;C。EdgeLocation =“南”;C。ExtendBoardProfile = false;我= PCBWriter (p、W、C);

gerberWrite命令生成Gerber文件执行。

gerberWrite (Am)

文件生成和放置在压缩文件夹名称相同的指定的文件名属性的特定PCB服务选择。文件夹是当前工作目录的位置。文件夹中的文件如下图所示。

此外,如果互联网接入可用,将打开一个浏览器窗口的Mayhewlabs免费在线3 d戈贝尔查看器。选择所有生成的文件并将其拖动到浏览器窗口。的文件和他们的目的是有组织的如下所示。准备好后点击“完成”。

所描述的PCB设计组Gerber文件现在呈现在浏览器窗口中。使用鼠标来定位和位置的设计。屏幕的右边的菜单可以选择观看Gerber文件的不同部分如阻焊层、铜层和丝网印刷。

PCB制造服务使用SeeedWriter配置Gerber文件生成过程的se融合PCB制造业服务。重新生成PCBWriter与新服务。

W = PCBServices.SeeedWriter;W。文件名=“Microstrip-fed槽patch-SS”;= PCBWriter (p、W、C);

gerberWrite命令生成Gerber文件执行。

gerberWrite ()

制造天线和测量

一起提交订单se融合网站生成的Gerber文件。制造天线是在几周内寄出。

原型天线的反射系数是衡量天线实验室伍斯特工学院(WPI)。结果绘制如下所示。

s11_1 = csvread (“TRACE01.CSV”3 0);freq_trace = s11_1 (: 1) / 1 e9;s11Data = s11_1 (:, 2);图(s11Fig);持有在情节(freq_trace s11Data,“线宽”2);传奇(“分析”,“测量”,“位置”,“东南”)标题(“S_1_1”)举行从

结论

之间的协议分析和测量结果与绝对误差约4%是合理的最小值。

参考

”[1]贾谊Sze和Kin-Lu Wong microstrip-line-fed wide-slot印刷天线带宽增强”,在IEEE天线和传播,49卷,没有。7日,第1024 - 1020页,2001年7月。