Zweifrequenz-umgekehrte FL-Antenne in XFdtd

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Dieses Beispiel dupliziert die Ergebnisse, die in dem Papier "An Inverted FL Antenna for Dual-Frequency Operation" von Nakano, Sato, Mimaki und Yamauchi[1] enthalten sind. Die invertierte FL-Antenne ist eine planare Antenne, die für den Betrieb bei 2,45 und 5,2 GHz ausgelegt ist. Diese Antenne ist mit XF extrem einfach zu analysieren. Die Geometrie der Planarantenne ist in Abbildung 1 dargestellt.

Das Papier enthält die kompletten Abmessungen für die Antenne. Es lässt sich leicht mit den Skizzierwerkzeugen in XF zeichnen. Die Schnappwerkzeuge und die Einstellungen des Konstruktionsrasters ermöglichen eine sehr schnelle Erstellung der Antenne. Die Größe der Antenne wird mit den Beschränkungswerkzeugen bestimmt. Die laufende Skizze und die fertige Antenne sind in den Abbildungen 2 und 3 dargestellt.


Abbildung 1: Die Geometrie der zweifrequenten invertierten FL-Antennen


Abbildung 2: Zweifrequenz-invertierte FL-Antenne im 2D-Skizzierer


Abbildung 3: Fertige Antenne


Abbildung 4: Automatische Fixpunkte aus der Antennengeometrie

Die Antennengeometrie verwendete automatische Festpunkte, um eine möglichst genaue Darstellung im Netz zu gewährleisten. Das Gitter erzeugt automatisch kleinere Zellen in der Nähe der kleineren Merkmale der Antenne und erzeugt bei Bedarf eine genauere Darstellung.

Die Berechnung erfolgt mit einer transienten Anregung zur Bestimmung der Resonanzfrequenzen der Antenne. Das resultierende VSWR-gegen-Frequenz-Diagramm ist in Abbildung 6 unten dargestellt. Abbildung 7 zeigt die experimentellen Ergebnisse aus dem Papier. XFdtd liefert eindeutig ein sehr genaues Ergebnis.

Abbildung 5: Maschenantenne mit variablen Zellgrößen

Abbildung 6: Simulierte VSWR-Ergebnisse


Abbildung 7: Theoretische und experimentelle Ergebnisse

Abbildung 8 zeigt die Antennenstromverteilung bei 2,45 GHz. Beachten Sie, dass der Strom auf dem langen'L'-Teil der Antenne oben links in der Antenne bei dieser niedrigeren Frequenz relativ stark ist.

Abbildung 9 zeigt die entsprechende Stromdichte bei 5,2 GHz. Bei dieser höheren Resonanz ist der Strom auf dem kürzeren 'F'-Abschnitt der Antenne und auf dem modifizierten parasitären 'L' oben rechts stärker. Die Zweifrequenzcharakteristik dieser Antenne ist aus der Betrachtung dieser beiden Stromanzeigen ersichtlich.


Abbildung 8: Dauerstromgrößen bei 2,45 GHz

Abbildung 9: Dauerstromgrößen bei 5,2 GHz

Referenz

  1. Nakano, Sato, Mimaki. "Eine invertierte FL-Antenne für den Zwei-Frequenz-Betrieb." IEEE-Transaktionen auf Antennen und deren VerbreitungBd. 53, Nr. 8, S. 2417-2421, August 2000.