仪器仪表学报
儀器儀錶學報
의기의표학보
Chinese Journal of Scientific Instrument
2015年
10期
2372-2380
,共9页
严冬%汪朋%李帅永%王平%王雄
嚴鼕%汪朋%李帥永%王平%王雄
엄동%왕붕%리수영%왕평%왕웅
倒F天线%回波损耗%电压驻波比%增益
倒F天線%迴波損耗%電壓駐波比%增益
도F천선%회파손모%전압주파비%증익
inverted-F antenna%rcturn loss%voltage standing wave ratio%gain
针对当前无线通信节点微型化的需求和已有印刷倒F天线存在增益不足、有效带宽较窄、回波损耗偏高等缺陷的现状,设计了一种应用于2.45 GHz无线传感网络的印刷型倒F天线,文中采用Ansoft HFSS建立了天线模型,从理论上对印刷倒F天线的三大结构参数(谐振长度L、天线高度H、两竖臂间距S)进行了仿真研究,并最终推导出了以2.45 GHz为中心频点的最优天线结构参数,即L=16.2 mm,H=3.7 mm,S=5 mm.在该结构参数下的仿真结果展现出了天线优异的辐射性能,其回波损耗低至S11=-47.8 dB,电压驻波比VSWR<2的有效带宽为160 MHz.同时,还采用矢量网络分析仪对天线实物的回波损耗特性进行了测试,测试结果与仿真结果吻合.最后,设计出了加载该印刷倒F天线的CC2530无线通信节点,并对其通信性能进行了实际测试,节点的通信性能测试结果表明:加载了该印刷倒F天线的节点在80 m的通信距离内丢包率为0.17%,优于同类无线通信节点.
針對噹前無線通信節點微型化的需求和已有印刷倒F天線存在增益不足、有效帶寬較窄、迴波損耗偏高等缺陷的現狀,設計瞭一種應用于2.45 GHz無線傳感網絡的印刷型倒F天線,文中採用Ansoft HFSS建立瞭天線模型,從理論上對印刷倒F天線的三大結構參數(諧振長度L、天線高度H、兩豎臂間距S)進行瞭倣真研究,併最終推導齣瞭以2.45 GHz為中心頻點的最優天線結構參數,即L=16.2 mm,H=3.7 mm,S=5 mm.在該結構參數下的倣真結果展現齣瞭天線優異的輻射性能,其迴波損耗低至S11=-47.8 dB,電壓駐波比VSWR<2的有效帶寬為160 MHz.同時,還採用矢量網絡分析儀對天線實物的迴波損耗特性進行瞭測試,測試結果與倣真結果吻閤.最後,設計齣瞭加載該印刷倒F天線的CC2530無線通信節點,併對其通信性能進行瞭實際測試,節點的通信性能測試結果錶明:加載瞭該印刷倒F天線的節點在80 m的通信距離內丟包率為0.17%,優于同類無線通信節點.
침대당전무선통신절점미형화적수구화이유인쇄도F천선존재증익불족、유효대관교착、회파손모편고등결함적현상,설계료일충응용우2.45 GHz무선전감망락적인쇄형도F천선,문중채용Ansoft HFSS건립료천선모형,종이론상대인쇄도F천선적삼대결구삼수(해진장도L、천선고도H、량수비간거S)진행료방진연구,병최종추도출료이2.45 GHz위중심빈점적최우천선결구삼수,즉L=16.2 mm,H=3.7 mm,S=5 mm.재해결구삼수하적방진결과전현출료천선우이적복사성능,기회파손모저지S11=-47.8 dB,전압주파비VSWR<2적유효대관위160 MHz.동시,환채용시량망락분석의대천선실물적회파손모특성진행료측시,측시결과여방진결과문합.최후,설계출료가재해인쇄도F천선적CC2530무선통신절점,병대기통신성능진행료실제측시,절점적통신성능측시결과표명:가재료해인쇄도F천선적절점재80 m적통신거리내주포솔위0.17%,우우동류무선통신절점.