[发明专利]矩形贴片微带天线谐振电阻计算方法及系统

说明书

本发明公开了一种矩形贴片微带天线谐振电阻的计算方法及系统，其包括：确定矩形贴片的物理尺寸及介质基板参数；计算考虑矩形贴片边缘场效应后的扩展长度ΔL与扩展宽度ΔW；计算谐振频率f₀、品质因数Q_t；基于电磁数值仿真技术进行仿真分析，以获取谐振电阻；基于公式拟合出矩形贴片微带天线谐振电阻；判断由公式计算所得的谐振电阻与仿真所得的谐振电阻之间的相对误差是否小于设定的阈值，若是，则确定出相应的谐振电阻。本发明提高了计算准确度，提高了天线的匹配效率，缩短了天线的设计周期，其所适用的矩形贴片微带天线的介电常数和电厚度范围较宽；且其可有效的判断在任意位置馈电的矩形贴片微带天线的谐振电阻。

技术领域

本发明涉及无线电通信领域的天线技术，具体为一种矩形贴片微带天线谐振电阻的计算方法及系统。

背景技术

对于无线电通信系统，天线必不可少，而微带天线以其体积小、重量轻、剖面低、易集成和低成本等优点受到人们的青睐。谐振电阻作为微带天线的重要参数之一。若谐振电阻分析不准确，则会影响天线的匹配，进而影响到天线的其他性能参数及相关射频电路的性能。因此，只有准确知道微带天线的谐振电阻，才能对天线进行有效的设计。目前已有的矩形贴片微带天线谐振电阻的计算方法不够准确，并且适用的介电常数和电厚度范围较窄。所以，研究一种矩形贴片微带天线谐振电阻的计算方法很有必要。

发明内容

鉴于已有技术存在的缺陷，本发明的目的是要提供一种矩形贴片微带天线谐振电阻计算方法，该方法克服现有技术中计算矩形贴片微带天线谐振电阻准确度不高的问题，并提供一种准确度更高的矩形贴片微带天线谐振电阻的计算方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案：

一种矩形贴片微带天线谐振电阻计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)、确定所要计算的矩形贴片微带天线的物理尺寸及介质基片参数，所述的物理尺寸包括矩形贴片微带天线的长度L、宽度W以及矩形贴片微带天线馈电点到矩形贴片微带天线中心的距离x₀，所述的介质基片参数包括介质基片的介电常数ε_r、厚度h以及矩形贴片微带天线的有效介电常数ε_e；

(2)、计算该矩形贴片微带天线边缘场效应引起的扩展长度ΔL与扩展宽度ΔW，其中，ΔL以公式(1)计算，ΔW以公式(2)计算：

(3)、计算该矩形贴片微带天线的所对应的谐振频率f₀和品质因数Q_t；

(4)、利用电磁数值仿真技术，对所述矩形贴片微带天线进行仿真分析，以获得对应的谐振电阻；

(5)、利用步骤(1)-步骤(3)所获取的数据拟合出矩形贴片微带天线谐振电阻R_max，其中，矩形贴片微带天线谐振电阻R_max的计算公式为：

式中，β₁、β₂、β₃、β₄、β₅和β₆为待定系数。

(6)、比较判断通过公式(3)计算所得的矩形贴片微带天线谐振电阻与采用电磁数值仿真技术得到的谐振电阻之间的相对误差是否小于设定的阈值，是则确定通过公式(3)计算所得的矩形贴片微带天线谐振电阻为最终的矩形贴片微带天线谐振电阻。

进一步地，作为本发明的优选方案

所述谐振电阻计算公式(3)中的待定系数的具体值通过全局优化算法获得。

进一步地，作为本发明的优选方案