UHF频段HFSS设计的曲折型微带天线及其小型化优化

本文主要探讨了在HFSS（High Frequency Structure Simulator，高频结构模拟器）软件平台上设计和优化UHF频段的印刷曲折型天线。作者何俊唐和广从电子科技大学电子工程学院出发，针对无线通信技术的快速发展，特别关注天线的小型化、全向性和多极化需求，以满足WLAN、RFID和WSN等应用的需求。 文章首先介绍了天线在无线通信系统中的重要性，尤其是在微带天线因其体积小、重量轻和易于集成的优势在UHF频段的广泛应用。印刷天线作为一种常见的微带天线形式，其设计的关键在于减少尺寸同时保持良好的性能。传统的单极鞭状天线由于尺寸较大，不适合小型化和低成本生产，而曲折型天线结构则通过优化设计，有效地减小了尺寸，如图1所示，对比了两者在尺寸上的优势。 在设计过程中，作者引用了天线谐振长度的修正公式，考虑了实际介质板的特性，如介质板的厚度、相对介电常数和微带线宽度等因素。具体到FR-4材质的介质板（厚度1.6mm，相对介电常数为4.4），在HFSS软件中优化后，设计出的2.4GHz谐振天线臂长被计算得出。 通过仿真分析，曲折型天线被证明是小型化UHF频段的理想选择，不仅尺寸紧凑，而且具有接近全向性的辐射性能，这对于无线通信系统的性能提升至关重要。此外，文章还强调了天线设计中的关键参数选择和优化方法，这有助于后续的工程实践和同类天线设计的参考。 这篇文章深入探讨了如何利用HFSS软件工具在UHF频段设计出高性能、小型化的印刷曲折型天线，为无线通信系统的天线设计提供了有价值的参考和实践指导。