[發明專利]矩形貼片微帶天線諧振電阻計算方法及系統

有效

• 申請號: 201611124137.3
• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號: CN106777645B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 王鐘葆;佘如茹;房少軍;祝子輝;陳弘;楊貝
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 21212 大連東方專利代理有限責任公司
• 代理人: 王丹;李洪福

本發明公開了一種矩形貼片微帶天線諧振電阻的計算方法及系統，其包括：確定矩形貼片的物理尺寸及介質基板參數；計算考慮矩形貼片邊緣場效應后的擴展長度ΔL與擴展寬度ΔW；計算諧振頻率f₀、品質因數Q_t；基于電磁數值仿真技術進行仿真分析，以獲取諧振電阻；基于公式擬合出矩形貼片微帶天線諧振電阻；判斷由公式計算所得的諧振電阻與仿真所得的諧振電阻之間的相對誤差是否小于設定的閾值，若是，則確定出相應的諧振電阻。本發明提高了計算準確度，提高了天線的匹配效率，縮短了天線的設計周期，其所適用的矩形貼片微帶天線的介電常數和電厚度范圍較寬；且其可有效的判斷在任意位置饋電的矩形貼片微帶天線的諧振電阻。

技術領域

本發明涉及無線電通信領域的天線技術，具體為一種矩形貼片微帶天線諧振電阻的計算方法及系統。

背景技術

對于無線電通信系統，天線必不可少，而微帶天線以其體積小、重量輕、剖面低、易集成和低成本等優點受到人們的青睞。諧振電阻作為微帶天線的重要參數之一。若諧振電阻分析不準確，則會影響天線的匹配，進而影響到天線的其他性能參數及相關射頻電路的性能。因此，只有準確知道微帶天線的諧振電阻，才能對天線進行有效的設計。目前已有的矩形貼片微帶天線諧振電阻的計算方法不夠準確，并且適用的介電常數和電厚度范圍較窄。所以，研究一種矩形貼片微帶天線諧振電阻的計算方法很有必要。

發明內容

鑒于已有技術存在的缺陷，本發明的目的是要提供一種矩形貼片微帶天線諧振電阻計算方法，該方法克服現有技術中計算矩形貼片微帶天線諧振電阻準確度不高的問題，并提供一種準確度更高的矩形貼片微帶天線諧振電阻的計算方法。

為了實現上述目的，本發明的技術方案：

一種矩形貼片微帶天線諧振電阻計算方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)、確定所要計算的矩形貼片微帶天線的物理尺寸及介質基片參數，所述的物理尺寸包括矩形貼片微帶天線的長度L、寬度W以及矩形貼片微帶天線饋電點到矩形貼片微帶天線中心的距離x₀，所述的介質基片參數包括介質基片的介電常數ε_r、厚度h以及矩形貼片微帶天線的有效介電常數ε_e；

(2)、計算該矩形貼片微帶天線邊緣場效應引起的擴展長度ΔL與擴展寬度ΔW，其中，ΔL以公式(1)計算，ΔW以公式(2)計算：

(3)、計算該矩形貼片微帶天線的所對應的諧振頻率f₀和品質因數Q_t；

(4)、利用電磁數值仿真技術，對所述矩形貼片微帶天線進行仿真分析，以獲得對應的諧振電阻；

(5)、利用步驟(1)-步驟(3)所獲取的數據擬合出矩形貼片微帶天線諧振電阻R_max，其中，矩形貼片微帶天線諧振電阻R_max的計算公式為：

式中，β₁、β₂、β₃、β₄、β₅和β₆為待定系數。

(6)、比較判斷通過公式(3)計算所得的矩形貼片微帶天線諧振電阻與采用電磁數值仿真技術得到的諧振電阻之間的相對誤差是否小于設定的閾值，是則確定通過公式(3)計算所得的矩形貼片微帶天線諧振電阻為最終的矩形貼片微帶天線諧振電阻。

進一步地，作為本發明的優選方案

所述諧振電阻計算公式(3)中的待定系數的具體值通過全局優化算法獲得。

進一步地，作為本發明的優選方案