ACS(非对称共面波导)天线仿真案例分享

多频段工作的卍字形单平面ACS（非对称共面微带） 馈电天线的仿真与分析

简介：一种印刷卍字形 ACS 馈电单极天线，工作频段适合于2.4/5.2/5.8 GHz无线局域网和2.5/3.5/5.5 GHz 三频段 WiMAX 应用。提议的卍字形天线包括镜像C形带、L形带和带有部分接地面的曲折形带

应用背景

非对称共面微带(ACS)是指在传统共面波导馈电结构的基础上，为了进—步缩小天线的尺寸，将共面波导馈电结构的地面部分去掉—半，而得到的馈电结构。与传统的共面波导馈电结构相比，ACS馈电结构有许多优点，比如更加紧凑(其体积可比传统的共面波导结构缩小一半以上)，可以获得更宽的阻抗匹配，以及更容易与其他的通信系统相互集成。基于以上优点，ACS馈电的天线在最近得到了极大的发展。

本次仿真设计将基于ACS方式，实现一款能够工作在三个频段的卍字形 单极天线。

CPW天线端口设计规则

最原始了解到的都是CPW（共面波导天线）的仿真，一般采用的是波端口激励，相关资料也显示了对应的端口设计规则：

CPW天线激励类型

CPW（共面波导天线）天线设计的仿真需要注意的是：由于使用的是波端口激励，所以尽量保持与背景面重合。

具有环绕地的CPW天线仿真展示

若为CPW结构，其环绕地部分占据整个天线中的一定体积

因此天线尺寸相对较大.

多频段工作的卍字形单平面ACS（非对称共面微带） 馈电天线的仿真模型搭建

这里使用的是波端口激励，先尝试因ACS结构而缩小波端口激励的尺寸大小，发现所得结果与理论结果偏离较多。

多次尝试后，调试ACS波端口激励的尺寸大小与CPW结构的一致。由S11波形图可以看出,小于-10dB的频段有三个,属于多频段天线,与理论频段基本一致。

但实际天线尺寸较使用CPW天线的尺寸小了不少。

仿真结果展示

2.5GHz

3.3GHz

5.2GHz

该天线在三个不同频段的表面电流如图所示，由图可见，不同频段对应的天线长度也不同，频段越高，对应的天线有效长度越短，天线上的表面电流流经路径越短。

该天线在 H 面上具有几乎全向(O形)辐射特性，在 E面上具有八字形(哑铃形)辐射方向图，并且在所有工作频带上方向图都异常稳定。

审核编辑：汤梓红