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应用实例

上网本中的 WiFi 天线

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正确调谐天线对于电池供电设备尤为重要,这样可以最大限度地减少电能浪费。本示例将在自由空间中设计的双频反向 FL 天线置于上网本电脑中。这种工作环境会对天线性能产生负面影响,XFdtd 可以预测并纠正这种影响。

在此过程中,首先要对天线本身进行简短的调查,以便了解如何对其进行有效调整。图 1 显示了用于指定天线的参数。保存了三个不同频率下的表面电流(图 2-4),以确定哪些天线特征值得进一步探索。参数 LL、LF 和 LP 被认为是很好的候选参数,因此对每个参数的取值范围进行扫描,以确定它们对天线的影响。自动固定点有助于优化单元大小的使用--允许在需要的地方使用较小的单元。使用XStream GPU 加速,每次扫描可在一分钟内完成。图 5-7 描述了由此产生的回波损耗。

图 1:原论文中提供的天线示意图。

图 1:原论文中提供的天线示意图。

 

 图 2:2.45 千兆赫时天线上的表面电流。

图 2:2.45 千兆赫时天线上的表面电流。

 

 图 3:5.17 千兆赫时天线上的表面电流。

图 3:5.17 千兆赫时天线上的表面电流。

 

 图 4:6.43 千兆赫时天线上的表面电流。

图 4:6.43 千兆赫时天线上的表面电流。

 

图 5:回波损耗与 LL

图 5:回波损耗与 LL

 

图 6:回波损耗与 LF

图 6:回波损耗与 LF

 

图 7:回波损耗与 LP

图 7:回波损耗与 LP

 

现在,天线已安装在上网本中。图 8 显示天线位于电脑盖子的上角,并用电缆将其连接到主板上。采用自动定点和网格区域相结合的方法,以尽量减少内存使用量。使用原始自由空间参数对天线进行了初始模拟。结果表明,2.4 GHz 附近的共振没有变化,但高频段受到很大影响。先前对天线的研究表明,增加参数 LF 将有助于纠正这一变化。图 9 比较了调谐前和将 LF 增加到 12 毫米后天线在自由空间中的 S11。图 10 显示了 5.2 GHz 频率下的三维辐射图和主波方向。

 

图 8:上网本电脑中的天线位置。

图 8:上网本电脑中的天线位置。

 

图 9:调谐前后天线在自由空间和计算机中的性能对比。

图 9:调谐前后天线在自由空间和计算机中的性能对比。

 

图 10:5.2 千兆赫的远区模式。

图 10:5.2 千兆赫的远区模式。

 

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