双波段毫米波天线的仿真
5g天线仿真
对移动通信的高速需求正在迅速增长。由于智能手持设备的出现，移动数据量多年来呈爆炸式增长，这些设备支持多媒体和交互式游戏等宽带无线应用。为了满足这些需求，第五代（5g）天线的研发已经在进行中。本文介绍了hfworks中的工作流程和仿真功能，使天线工程师能够设想和设计第五代移动天线。本文介绍了双波段毫米波天线的仿真。
solidworks 5g天线模型
图 1 -用于 5g 应用的双频天线 3d 模型
图 1 显示了由方形贴片组成的天线，该贴片包括靠近贴片边缘的 l 形槽。这种布置增加了电容和电感效应，从而产生了两个不同且理想的谐振毫米波频率：28 ghz 和 38 ghz。天线使用 rt/duroid 进行仿真，相对介电常数为 2.2，介电损耗角正切为 0.0009。该结构用 0.2 毫米宽的微带馈线激发，以获得 100 欧姆的阻抗。可以使用atlass计算本示例中的结构的电气参数［1］。天线的几何参数（l1、l2、t1、t2、t3、t4、t5、lf、wf 和 df）在文件中定义，并作为方程式导入 solidworks 以促进参数化工作流程。图 2 显示了天线的主要尺寸。
图2 毫米波贴片天线主要几何参数示意图（俯视图和侧视图）
5g天线的s参数
图 3 显示了使用 hfworks 仿真的贴片天线的 s 参数结果和测量结果 ［2］。谐振频率分别为 27.375ghz，反射系数为 -29.87db 和 37.125ghz，反射系数为 -16.39db。
图 3-a
图3-b
图 3 -毫米波天线的回波损耗 （a） 测量结果，（b） 使用 hfworks 的模拟结果
5g天线增益
远场模拟显示了模型周围远离结构的场分布。图 4 （a） 显示了在 27.375 ghz 的第一谐振频率下 3d 格式的增益模式，图 4 （b） 显示了 2d 格式的相同增益模式。
图 4-a
图 4-b
图 4 - （a） 27.375ghz 时增益模式的 3d 图，（b） 27.375ghz 时增益模式的 2d 图
结论
在本文中，使用 hfworks 模拟了用于 5g 应用的毫米波天线，并与测量数据进行了比较 ［2］。发现谐振频率为 27.375ghz 和 37.125ghz。各种图表显示了 hfworks 获得的测量结果和模拟结果之间的良好一致性。
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solidworks 5g天线模型
图 1 -用于 5g 应用的双频天线 3d 模型
图 1 显示了由方形贴片组成的天线，该贴片包括靠近贴片边缘的 l 形槽。这种布置增加了电容和电感效应，从而产生了两个不同且理想的谐振毫米波频率：28 ghz 和 38 ghz。天线使用 rt/duroid 进行仿真，相对介电常数为 2.2，介电损耗角正切为 0.0009。该结构用 0.2 毫米宽的微带馈线激发，以获得 100 欧姆的阻抗。可以使用atlass计算本示例中的结构的电气参数［1］。天线的几何参数（l1、l2、t1、t2、t3、t4、t5、lf、wf 和 df）在文件中定义，并作为方程式导入 solidworks 以促进参数化工作流程。图 2 显示了天线的主要尺寸。
图2 毫米波贴片天线主要几何参数示意图（俯视图和侧视图）
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图 3-a
图3-b
图 3 -毫米波天线的回波损耗 （a） 测量结果，（b） 使用 hfworks 的模拟结果
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图 4-a
图 4-b
图 4 - （a） 27.375ghz 时增益模式的 3d 图，（b） 27.375ghz 时增益模式的 2d 图
结论
在本文中，使用 hfworks 模拟了用于 5g 应用的毫米波天线，并与测量数据进行了比较 ［2］。发现谐振频率为 27.375ghz 和 37.125ghz。各种图表显示了 hfworks 获得的测量结果和模拟结果之间的良好一致性。
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