一、概述

PIFA天線可以采用在輻射金屬片上開槽的技術來實現雙頻和多頻段工作。采用如下圖所示的U形開槽方案來實現PIFA天線在GSM 900和DCS 1800 兩個頻段上的工作。其中，在GSM 900頻段，信號上行頻率范圍為880MHz ~ 915MHz，下行頻率范圍為925MHz ~ 960MHz，中心工作頻率約為920MHZ；在DCS 1800頻段,信號上行頻率范圍為1 710MHz ~ 1 785MHz，下行頻率范圍為1 805MHz ~ 1 880MHz，中心工作頻率約為1 800MHz。
雙頻PIFA天線是在GSM 900單頻PIFA天線基礎上，在其輻射金屬片上開出寬度為2mm的U形槽來實現雙頻工作的，如下圖所示。U形槽的縫隙寬度用變量W_ slot 表示，U形槽的長度和寬度分別用變量L2_ slot 和L1_ slot表示，下圖所示的A點位置坐標用變量表示為( Xslot, Yslot，H)。這樣可以通過改變變量L1_ slot、 L2_ slot 和W_ slot 來改變U形槽的大小，通過改變變量Xslot和Yslot來改變U形槽的位置，從而方便天線的仿真調試，以及分析U形槽的大小和位置對天線性能的影響。
在設計中，U形槽主要改變電流回流路徑，實現天線在DCS 1800頻段的工作。從理論上來講，U形槽長度I2_ slot 和寬度L1_ slot 之和約為1/4個工作波長，然而在實際設計時，諧振頻率會受到天線高度、短路金屬片的寬度、U形槽的位置等多種因素的影響，沒有一組準確的理論值，需要不斷地調試才能得到最終的結果。在這里，W_ slot的初始值取2mm，L1_slot和I2_slot的初始值分別取27mm和23mm，Yslot初始值取43mm，U形槽位于輻射貼片的中央，所以Xslot的值用變量表達式(W1 - L1 _slot)/2 表示。首先添加和定義上述的變量，接下來在之前的天線模型上創建如下圖所示的U形槽，最后分析查看天線的性能。

二、模型創建

1、添加變量如下

2、模型創建

在GSM 900單頻PIFA天線的基礎之上，在輻射貼片上簡歷U形貼片，在執行相減操作，在輻射貼片上制造處U形槽如下

3、修改求解頻率

修改求解頻率與掃頻如下

三、結果分析

S${}_{11}$在0.5GHz ~ 2.3GHz的掃頻分析結果如下：

從結果報告中可以看出，設計的PIFA天線有兩個諧振頻率，分別為895MHz和1846MHz。在輻射金屬片上開槽后，可以成功引入1.8GHz左右的高頻諧振點，但是開槽也影響了天線的低頻諧振點，由最初的920MHz變成現在的895MHz。為了提高低頻諧振點，使天線工作于GSM 900頻段，我們需要適當減少輻射貼片的長度值L1,把L1由之前的60mm減小到53mm。同時，為了降低高頻諧振點，需要適當增加U形槽的長度值L2_ slot, 把L2_ slot 由之前的23mm增加到25mm。
微調后結果如下：

從結果中可以看出，微調天線的尺寸之后，天線的兩個諧振頻點分別落在GSM 900和DCS 1800 工作頻段內了。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的HFSS - GSM 900 和 DCS 1800 双频PIFA天线的设计与仿真的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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