HFSS与NN优化的双面双频宽带偶极子天线设计

"本文介绍了一种基于高频结构仿真器(HFSS)和神经网络(NN)的双面双频宽带偶极子天线设计方法，适用于无线局域网络(WLAN)。通过在介质基板两侧放置偶极子贴片，并采用微带巴伦线馈电，实现了双频段、宽频带和小型化的特点。天线尺寸为28 mm×44 mm×1.6 mm，能够在2.29~2.76 GHz和4.96~8.61 GHz范围内提供良好的带宽性能。利用HFSS和NN的联合优化，加速了天线设计过程，确保了天线在2.36~2.57 GHz和5.13~5.9 GHz的带宽下S11参数低于-14 dB。此外，天线具有全向性，实际测量结果与仿真结果一致，满足WLAN的需求。" 本文重点探讨了一种创新的天线设计技术，旨在为无线局域网络(WLAN)提供高效且小型化的解决方案。设计中采用了双面结构的偶极子天线，将偶极子贴片分别置于介质基板的两面，这有助于减小天线的尺寸并实现双频特性。同时，微带巴伦线馈电方式用于提高宽带匹配，确保信号传输的稳定性。为了进一步优化天线的尺寸和性能，设计团队结合了高频结构仿真器(HFSS)的精确电磁仿真功能和神经网络(NN)的优化能力，大大缩短了设计周期。 在天线设计中，通过在偶极子的两臂上开槽，成功实现了小型化双频特性，以适应WLAN的2.45 GHz和5.49 GHz工作频率需求。仿真结果显示，天线在低频和高频段的带宽表现优异，S11参数小于-10 dB时，带宽分别为470 MHz和3,650 MHz；而在S11小于-14 dB的情况下，对应的带宽则为210 MHz和770 MHz。这样的带宽性能意味着天线能在广泛的频率范围内提供稳定的通信服务。 此外，天线的辐射特性表现出良好的全向性，这意味着无论在哪个方向，天线都能均匀地发射和接收信号，这对于WLAN覆盖范围的扩展和信号质量的提升至关重要。实际测量与仿真结果的对比表明，该天线设计的成功性和实用性，完全符合WLAN的应用要求。 该研究的创新之处在于利用了HFSS和NN的集成优化，不仅提高了设计效率，还保证了天线性能的优越性。这项工作对于推动无线通信领域的发展，特别是在小型化、宽频带和双频天线设计方面，具有重要的理论和实践意义。通过这种设计方法，未来可能开发出更多适用于不同无线通信系统的高效天线解决方案。