GHz天线设计：仿真分析与性能优化

GHz时的方向图-计算传热学的近代进展，由陶文铨教授撰写，主要关注的是微带天线的设计与性能优化。文章的核心内容围绕着一个实际尺寸的电容补偿多层微带天线展开，该天线由多个介质板组成，包括接地板、激励贴片、辐射贴片等，每个部分都有其特定的尺寸参数，如宽度、高度和介电常数等。 作者首先介绍了天线的基本结构和尺寸，如天线模型图中所示，天线尺寸精确到毫米级别，包括贴片的长度、高度以及馈电探针的直径。然后，作者利用ANSYS的HFSS10软件进行了仿真分析，重点研究了耦合馈电贴片和顶层寄生辐射贴片的尺寸对天线性能的影响。通过改变这两个关键部件的尺寸，观察到了S参数的变化，发现最佳尺寸组合能使天线在1.45GHz和1.75GHz具有良好的谐振频率，并且在1.4GHz到1.8GHz的范围内提供小于-10dB的S参数，展现出宽频带特性。 此外，文章展示了天线在1.45GHz和1.75GHz的远场辐射方向图，由于采用双向匹配馈电方式，使得E面和H面的辐射方向图一致，显示出高增益和宽波束宽度的特点。天线的半功率波束宽度约为100度，符合宽波束设计的要求。 在硬件设计的应用层面，文中提到使用了FPGA的设计工具，如ISE Project Navigator，它虽然不支持Handel-C语言，但可以通过编译EDIF文件实现映射到特定FPGA器件的布局和布线。整个设计流程涉及从源代码到底层硬件的映射，再到下载配置验证，展示了如何利用软件手段高效地实现硬件功能，缩短设计周期，提升产品市场竞争力。 总结来说，该研究不仅探讨了GHz时方向图的计算方法，还提供了实际天线设计与优化的技术细节，强调了设计工具和技术在现代电子系统开发中的重要性，以及它们如何加速硬件创新和产品的上市速度。对于从事计算传热学或微电子设计的专业人士来说，这是一篇深入浅出的实用指南。