HFSS設計手機中的縫隙天線

   【摘 要】目前手持設備中的天線一般需要放置在設備主板的頂部或者底部，中間位置因為主板上的器件很難凈空，普通天線效果不佳，而且天線也需要增加成本。縫隙天線不需要凈空，只要在主板上通過鋪銅來實現，不需要成本，而且對主板器件擺件限制不高，可以做到因地制宜，實現天線功能。

    1 前言

    縫隙天線是利用電磁場中的互易原理：開口縫隙周圍流動的電流輻射出的場，可以等效于開口縫隙上的等效磁流輻射出的場。微帶縫隙天線利用開在接地板上的縫隙，由介質基片另一側的微帶線(或槽線，帶狀線等)對其饋電而向外輻射。目前手持設備中的天線一般需要放置在設備主板的頂部或者底部，中間位置因為主板上的器件很難凈空，普通天線效果不佳，而且天線也需要增加成本。縫隙天線不需要凈空，只要在主板上通過鋪銅來實現。

    Ansoft HFSS 是一款界面友好，計算準確的仿真軟件，對具體設計具有良好的指導和分析作用。本文通過 HFSS 軟件對縫隙天線進行仿真，指導設計工作，并分析結果，得到了非常好的效果。并把這一設計應用到實際研發生產中，為企業節省了成本。

    2 仿真與指導設計

    如圖1 所示，使用 HFSS 建立的簡化的手機主板模型。縫隙天線位于手機主板中間邊緣，通常這個位置周圍會擺放元器件，不能凈空處理。

圖1 手機主板簡化模型

    縫隙天線的走線方式，如圖 2，3 所示，在主板top 層割縫，饋線在Bottom 層。Bottom 層在top 縫下面要做凈空。饋線要穿過slot 實現饋電。

圖2  縫隙 

圖3 饋線

    天線諧振點的調節，如圖4 所示，通過改變縫隙長度來改變諧振，圖中是在饋線長度為8、16、20、30mm 時的諧振點，實際調試中可以在主板上通過鋪銅皮或割銅皮來調試。

圖4 天線諧振

    天線阻抗調節，如圖5 所示，通過調節饋線長度（阻抗）來調節諧振深度或匹配到50 歐姆，圖中是縫隙為 20mm，饋線分別是8、10mm 時的諧振深度，實際可以在主板上通過鋪銅皮或割銅皮來調試。

圖5 天線諧振深度

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