支付天线仿真(1)

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算法仿真天线实验报告

算法仿真天线实验报告一、实验介绍本次实验旨在通过算法仿真的方式，研究和探索天线的工作原理及性能。

通过使用仿真软件，可以加深对天线特性的理解，并通过仿真结果分析进一步优化天线设计。

二、实验过程1. 确定仿真软件：本次实验使用的是电磁仿真软件HFSS，该软件可以进行电磁场分析，可以用来模拟和分析天线的性能。

2. 设计天线模型：根据实验要求，选择天线的类型和参数。

可以选择一根直立的天线杆，设置杆的高度和直径。

也可以选择适当的天线形状和尺寸，例如常用的方形衬型天线、印制天线、贴片天线等。

3. 定义天线工作频段：根据实验要求，确定天线的工作频段。

可以选择一个单一频段，也可以选择多个频段。

4. 设计电源供应：确定天线的电源方式，可以选择直流电源或者交流电源。

5. 进行电磁仿真：将天线模型导入HFSS软件中，在软件中配置和定义仿真参数。

定义天线工作频段、电源参数等。

进行电磁仿真。

6. 仿真结果分析：根据仿真结果，分析天线的增益、方向性、频率响应等性能指标。

对于无法满足实验要求的天线，可以进行参数调整和优化。

7. 优化设计：根据分析结果，对天线模型进行优化设计。

可以调整天线的尺寸、形状、材料等参数。

再次进行仿真。

8. 重复实验：根据需要，可以进行多次优化设计和仿真实验，以进一步提高天线性能。

三、实验结果与分析通过电磁仿真软件进行天线实验，在给定的频段和工作条件下进行仿真，可以获得以下性能指标：1. 增益：增益是衡量天线辐射效果的重要指标，表示天线辐射功率与理论理想辐射功率之比。

一般来说，增益越大，天线辐射能力越强。

2. 方向性：方向性是指天线辐射功率随辐射方向的变化情况。

一般来说，天线的方向性越集中，表示天线的辐射范围越小，辐射功率更集中。

3. 频率响应：频率响应是指天线在不同频段上的辐射能力。

在实际应用中，天线需要能够覆盖整个工作频段，保持稳定的性能。

通过对仿真结果的分析，可以得到天线在不同频段下的增益、方向性等性能指标的变化情况。

ADS仿真天线详细过程

如何进行ADS的天线仿真：1.建立工作环境2.Option->Technology-> Technology Setup，修改单位，这一步要在建立PCB之前进行，而且更换时不能打开原理图和PCB文档。

3.新建layout文件，修改网格，暂时不改layout layer设置。

建立微带片和PIN。

4.设置基片所需的材料文件，也是options->technology中，在包括copper（铜皮）和FR4文件。

5.对基片布局进行设置1）整体2）微带片3）基片4）GND层6.Port端口7.EM设置，可以看到之前设置的基片、端口是否正确，如果有误则显示黄色叹号。

不出现黄色叹号就说明可以正常仿真。

这里还有扫频设置。

设置OK就可以simulate。

8.仿真结果，以及一些相关设置界面。

此时封装这个S参数的仿真结果，用于原理图仿真。

注意需要设置的地方。

进入其他结果界面之前，需要进行端口参数设置。

包括频率值，端口电平和阻抗参数。

完成后apply，然后compute。

结果如下：暂时对这些参数不是很了解仔细，目前比较关注的是S11和效率，而从这个看了，ADS 没有提供直接的效率值，但是有G和D，我们可以通过G/D*100%了解到效率值。

下面我们来了解其如何实现匹配的。

1.首先，从仿真结果中或者在频点（2.4G）的阻抗参数。

如上：Z=Z0*（4.135+j2.118）2.在原理图界面，打开smith chart工具3.下一步就是在smith中进行匹配了。

这部分设置比较多，如下，注意的是对负载阻抗的设置，这个是根据我们前面求出的天线的输入阻抗值进行的设置。

4.开始进行匹配。

这里有个技巧：在上面设置完之后，首先，我们选择左边的微带线串联器件，然后在smith 中任意位置单击，确定一个值。

再在右边的原理窗口，单击选中放置的微带器件，发现下面有两个选项可以修改，就是Z0和Value，这两个就是微带传输线的阻抗和电长度，是微带匹配的关键参数。

低成本宽带天线设计与仿真

低成本宽带天线设计与仿真一、前言在现代社会中，网络已经成为人们日常生活不可或缺的一部分，而网络的核心是宽带。

为了满足人们对于网络带宽的需求，天线的设计与优化变得极为重要。

本文将介绍低成本宽带天线的设计与仿真方法，以帮助广大读者了解天线的相关知识和技术。

二、低成本宽带天线的设计原理低成本宽带天线的设计原理是基于天线的基本结构和特性原理。

天线是将电磁波的能量转化为电流或相反的设备。

宽带天线的设计则需要考虑一定频段内的频率范围，其带宽也会影响天线的效果。

有两种常见的天线设计原理，分别是射频传输线和短天线。

1. 射频传输线原理射频传输线原理天线本质上是由一系列导体（通常为电线）形成的连续螺旋线，用于将射频电气信号作为导致电压沿线传输。

当射频信号沿着导线传播时，会导致电流的累积和电磁场的发生。

这种特殊的结构形式赋予了天线独特的频率响应和调谐特性。

2. 短天线原理将远离天线的负载部件置于电源输入端的方法，在实现较高带宽时获得相当普遍应用。

采用这一方法就可以提高天线的传输带宽。

此外，还可以使用特殊的短路或开路断口来消除反射波。

三、低成本宽带天线的仿真方法在优化调试天线之前，建议使用仿真工具来预先设计、验证和分析天线。

天线仿真软件的使用具有多种优助益，包括模拟和分析天线、集成天线结构、将电子元件尺寸或其他设计参数传送给其他CAD工具进行模拟和生产。

常用的天线仿真软件包括CST Microwave Studio、Ansoft HFSS 等。

这些软件可以帮助设计师理解电磁场的特性并生成详细的数据报告。

四、低成本宽带天线的优化方法1. 正交经验模态分解正交经验模态分解是一种能够分离信号和噪声的方法，这种方法能够有效地抑制噪声并优化信号质量。

使用正交经验模态分解技术，可以设计出一种非共面的宽带天线。

2. 共振器优化共振器优化是通过优化天线各元件间的几何形状，实现天线的性能优化。

在此方法中，设计师可以以共振器为基础考虑单元系数，以优化天线应用。

稀疏阵列mimo天线matlab仿真

稀疏阵列mimo天线matlab仿真稀疏阵列MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）系统是一种利用多个天线进行传输和接收的技术，可以有效提高通信系统的传输速率和可靠性。

在稀疏阵列MIMO系统中，天线之间的间距较大，形成了一个“稀疏”分布的阵列。

本文将介绍稀疏阵列MIMO系统的原理，并通过MATLAB仿真来验证其性能。

稀疏阵列MIMO系统的基本原理是利用空间信道的多径传输来增加传输路径和信道容量。

通过多个天线进行信号传输和接收，可以实现空间分集和空间复用的效果，从而提高系统的传输速率。

与传统的天线阵列相比，稀疏阵列的天线间距较大，可以减少阵列间的干扰，提高系统的可靠性和性能。

稀疏阵列MIMO系统在无线通信、雷达、无人机通信等领域具有广泛的应用前景。

为了验证稀疏阵列MIMO系统的性能，可以利用MATLAB进行仿真。

首先，需要建立稀疏阵列MIMO系统的模型。

模型包括天线阵列的布局、信道模型的建立、发送和接收信号处理等。

通过设置好参数和信道条件，可以进行系统的仿真实验。

在MATLAB中，可以利用MIMO通信工具箱进行稀疏阵列MIMO系统的建模和仿真。

首先，需要定义阵列的几何布局和天线的数量。

根据阵列的布局和天线的坐标，可以计算出天线之间的距离、角度等信息。

然后，需要定义信道模型和路径损耗模型，包括多径传输、衰落模型等。

根据信道模型，可以计算出信道增益和相位差等信息。

在稀疏阵列MIMO系统中，常用的传输技术是空时编码（STC）和垂直波束成形（VBF）。

可以分别计算出两种传输技术的系统容量和误码率，以评估系统的性能。

在进行仿真实验之前，还需考虑天线之间的互相干扰问题。

由于天线之间的间距较大，可以采用空间滤波和天线选择技术来减小干扰。

通过优化天线权重和信号处理算法，可以实现稀疏阵列MIMO系统的性能优化。

通过MATLAB的仿真实验，可以得到稀疏阵列MIMO系统在不同信道条件下的性能曲线。

REPS中射频天线布置设计的仿真和测试

REPS中射频天线布置设计的仿真和测试射频天线作为通信系统中不可缺少的一部分，是将电能转换成天线辐射出去，进行无线信号传输的关键元器件。

而对于REPS中的射频天线布置设计，需要通过仿真和测试来验证其效果。

首先，进行天线仿真。

首先需要选择适合该系统的天线类型，如小孔天线、倒角天线、圆锥天线等。

在对天线进行仿真时，需要考虑到天线的频率响应、辐射图、波束宽度等指标，以及天线所处环境对其性能的影响等。

可以通过电磁仿真软件（如Ansys、HFSS）等进行模拟。

模拟结果可以在分析软件中进行分析，根据分析结果进行天线优化设计，去除天线存在的缺陷，提高性能指标。

接着，进行天线测试。

天线测试的目的是测试天线的实际性能，包括其增益、带宽、辐射方向等。

测试可以采用天线测试仪器进行，如矢量网络分析仪、频谱分析仪、天线分束器、天线扫描器等。

在测试时需考虑到天线所处环境对其性能的影响，如电磁干扰、反射、多径效应等，可以进行减少环境影响的操作，如在无障碍处进行测量等。

通过测试，可以获得天线的实际性能，指导天线优化设计。

最后，进行天线布置设计。

根据系统的需求、天线性能和安装环境等因素，在REPS中进行天线的布置设计，包括天线位置、方向、数量等。

在布置设计中应尽量避免天线之间的相互干扰，使天线之间的距离足够远，同时也考虑到适当的天线复用，降低系统成本。

通过对布置设计进行仿真和测试，可以进一步优化布置效果。

综上所述，REPS中的设计必须经过模拟和测试的验证，以获得最佳的系统性能。

仿真可以大幅节省设计工作量，提高设计效率，测试可以验证仿真结果，在实际环境下测试天线性能，来指引天线布置设计的最终方案。

在REPS的射频天线布置设计中，需要注重以仿真和测试作为支撑，不断优化天线的性能、在系统中的布置设计、最终达到更好的结果。

除了仿真和测试，天线的选型也是REPS中射频天线布置设计的重要环节。

天线选型应根据系统的需求，确定天线的频率范围、增益、方向性等性能指标。

稀疏阵列mimo天线matlab仿真

稀疏阵列mimo天线matlab仿真稀疏阵列MIMO天线是一种利用多个天线来传输和接收信号的技术。

在无线通信系统中，MIMO技术已经被广泛应用，以提高信号传输的可靠性和数据传输速率。

MIMO系统中的天线可以以不同的方式布置，其中一种常见的方式是使用稀疏阵列。

稀疏阵列是指天线之间的间距相对较大，可以降低天线之间的相互干扰。

与密集阵列相比，稀疏阵列具有更低的复杂度和更好的性能。

稀疏阵列MIMO天线的设计和仿真是研究和优化MIMO系统的关键步骤之一。

在进行稀疏阵列MIMO天线的设计和仿真时，可以使用MATLAB等工具进行数值模拟和分析。

通过在MATLAB中建立合适的模型，可以对天线的布局、天线之间的距离等参数进行调整和优化，以达到更好的性能。

稀疏阵列MIMO天线的仿真可以从多个方面进行评估。

首先，可以通过计算信号传输的容量来评估其性能。

容量是指在给定信道条件下，系统可以传输的最大数据速率。

通过仿真不同天线布局和参数的情况，可以比较它们的容量，找到最优的设计。

还可以通过计算误码率等指标来评估稀疏阵列MIMO天线的性能。

误码率是指在信号传输过程中出现错误的概率。

通过仿真不同的天线布局和参数，可以比较它们的误码率，找到最佳的设计。

在进行稀疏阵列MIMO天线的仿真时，需要考虑多个因素。

首先是天线之间的距离。

天线之间的距离越远，相互之间的干扰越小，但传输的信号强度也会降低。

因此，需要在性能和复杂度之间进行权衡。

其次是天线的布局。

稀疏阵列MIMO天线的布局可以是线性的、矩形的或其他形式的。

不同的布局可能会对系统的性能产生不同的影响。

通过仿真不同的布局，可以找到最佳的设计。

最后是天线的数量。

增加天线的数量可以提高系统的性能，但同时也会增加复杂度和成本。

因此，需要在性能和实际应用之间进行权衡。

稀疏阵列MIMO天线的设计和仿真是研究和优化MIMO系统的关键步骤之一。

通过使用MATLAB等工具进行数值模拟和分析，可以评估不同天线布局和参数的性能，并找到最佳的设计。

[讲解]天线仿真常识

天线仿真常识1、dBmdBm是一个考征功率绝对值的值，计算公式为：10lg（功率值/1mw）。

[例1] 如果发射功率P为1mw，折算为dBm后为0dBm。

[例2] 对于40W的功率，按dBm单位进行折算后的值应为：10lg（40W/1mw)=10lg（40000）=10lg4+10lg10+10lg1000=46dBm。

2、dBi 和dBddBi和dBd是考征增益的值（功率增益），两者都是一个相对值，但参考基准不一样。

dBi的参考基准为全方向性天线，dBd的参考基准为偶极子，所以两者略有不同。

一般认为，表示同一个增益，用dBi表示出来比用dBd表示出来要大2. 15。

[例3] 对于一面增益为16dBd的天线，其增益折算成单位为dBi 时，则为18.15dBi（一般忽略小数位，为18dBi）。

[例4] 0dBd=2.15dBi。

[例5] GSM900天线增益可以为13dBd（15dBi），GSM1800天线增益可以为15dBd（17dBi)。

3、dBdB是一个表征相对值的值，当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个dB时，按下面计算公式：10lg（甲功率/乙功率）[例6] 甲功率比乙功率大一倍，那么10lg（甲功率/乙功率）=10lg2=3dB。

也就是说，甲的功率比乙的功率大3 dB。

[例7] 7/8 英寸GSM900馈线的100米传输损耗约为3.9dB。

[例8] 如果甲的功率为46dBm，乙的功率为40dBm，则可以说，甲比乙大6 dB。

[例9] 如果甲天线为12dBd，乙天线为14dBd，可以说甲比乙小2 dB。

4、dBc有时也会看到dBc，它也是一个表示功率相对值的单位，与dB的计算方法完全一样。

一般来说，dBc 是相对于载波（Carrier）功率而言，在许多情况下，用来度量与载波功率的相对值，如用来度量干扰（同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等）以及耦合、杂散等的相对量值。

在采用dBc的地方，原则上也可以使用dB替代。

NFC天线研究与设计

NFC天线研究与设计随着智能设备的普及和无线通信技术的发展，近距离无线通信（NFC）技术已成为日常生活中不可或缺的一部分。

NFC天线作为实现NFC技术的重要部件，其研究与设计对于优化NFC设备的性能具有重要意义。

本文将深入探讨NFC天线的研究与设计，旨在为相关领域的研究人员和工程师提供有价值的参考。

NFC天线研究：基本概念、原理和行业应用NFC天线是一种特殊类型的无线通信天线，用于实现近距离无线通信。

其基本原理是利用电磁感应原理进行数据传输，通信距离一般在10厘米以内。

NFC天线由磁性芯片和天线线圈组成，磁性芯片用于产生高频磁场，天线线圈则用于捕捉磁场并传输数据。

NFC天线的行业应用非常广泛，主要包括以下领域：1、移动支付：通过将NFC天线集成到手机等移动设备中，实现快速、安全的支付功能。

2、智能门禁：将NFC天线应用于智能门禁系统，实现安全、便捷的出入管理。

3、数据传输：利用NFC天线实现设备之间的数据传输，例如文件共享、设备配对等。

NFC天线设计：关键参数、指标及设计方法在设计NFC天线时，需要以下几个关键参数和指标：1、通信距离：通信距离是NFC天线的重要性能指标，通常在10厘米以内。

2、传输速率：传输速率是指NFC天线在单位时间内传输的数据量。

3、功耗：NFC天线的功耗直接影响到设备的续航能力，因此需要尽量降低功耗。

4、集成度：集成度是指NFC天线在设备中的占用空间大小，以及与其他组件的兼容性。

针对以上参数和指标，以下设计方法有助于优化NFC天线：1、选择合适的磁芯材料和线圈结构：磁芯材料和线圈结构对NFC天线的性能有重要影响，应根据具体应用场景进行选择。

2、优化传输协议：传输协议的选择和优化可以有效地提高传输速率和通信稳定性。

3、考虑多因素协同设计：综合考虑通信距离、传输速率、功耗和集成度等多个因素，进行多目标优化设计。

结论本文对NFC天线的研究与设计进行了深入探讨，分析了NFC天线的基本概念、原理和行业应用，并讨论了在设计NFC天线时需要考虑的关键参数、指标及设计方法。

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1.7
1.71255841284002 + 865.80803759063i
2
1.55157634596019 + 835.94680198166i
4.1.2
表阻抗随导线宽度的变化
w [mm]
Z(Polyline5_T1,Polyline5_T1) [] - Freq='0.01356GHz'
0.2
连接处强度
Sim卡和连接柄处抗拉扯强度达到30N
2
采用Q值表法测试线圈天线性能主要测量参数为谐振频率和Q值
Q值的范围应控制在20-35
谐振频率应满足以下条件
Q=20，30，谐振频率范围为
（13.24-13.9）
（13.34-13.78）
另外卡的封装会降低约400k
3
3.1
图1单圈圆导线的电感和电阻
式中：
支付天线仿真
黄克猛
苏州市吴通天线有限公司
1
1.1
PICC（接近式卡）在距离PCD（读卡器）3cm以内因感应良好。PCD应在3cm内场强大于等于3.2A/m。
1.2
1.2.1
Specification
Antenna Without Ferrite Sheet
Antenna with Ferrite sheet
%Xl¡ª¡ªÏßÈ¦¸ÐÐÔµç¿¹
%Q¡ª¡ªÏßÈ¦QÖµ
%Cs¡ª¡ª´®ÁªµçÈÝ
%Cp¡ª¡ª²¢ÁªµçÈÝ
f0=13.56;%MHz
w=2*pi*f0;
R=1.3%input
Xl=69%input
Q=Xl/R
Lant=Xl/w*10^3%nH
Cs=1/w^2/Lant*sqrt(R/50)*10^9%pH
Cp=1/w^2/Lant*(1-sqrt(（R+Rext/50))*10^9%pH
注意：公式中Rext未定义
对5.1节线圈计算得到：（未加入外部电阻）
clc
clear
%±¾³ÌÐòÓÃÀ´¼ÆËãÏßÈ¦ÌìÏßÔÚÒÑÖªµç×èºÍµç¸ÐµÄÇé¿öÏÂµÄÆäÓà²ÎÁ¿
%R¡ª¡ªÏßÈ¦ACµç×è
图电感随La的变化
图电阻随La的变化
3.1.3
表电感随dfeed的变化
dfeed(mm)
Im
L(nH)
1
56.108
658.878
5
56.1484
659.353
9
56.2513
660.562
13
56.3126
661.281
17
56.4054
662.371
21
56.536
663.905
25
56.6278
Cp=1/w^2/Lant*(1-sqrt(R/50))*10^9%pH
disp('¶ÔÓ¦²ÎÊýÎª£ºR XL Q Lant£¨nH£© Cs£¨pH£© Cp£¨pH£©')
[R Xl Q Lant Cs Cp]
对应参数为：R XL Q Lant（nH）Cs（pH）Cp（pH）
ans =1.3000 69.0000 53.0769 809.8592 27.4282 142.6745
Working field strength
>1.82A/M
>2.01A/M
Working temperature range
-25℃~85℃
Thickness
≤0.14mm
≤0.25mm
aging
1.2.2
拉伸强度
35N（固定一端拉另外一端）
弯折次数
连接柄部位能承受180度弯折，并压上0.5kg物体，重复90次以上，线圈部分应能承受10次推压。
3.1.1
表1电感随Lb的变化
Lb(mm)
Im
L(nH)
200
47.72
560.378
220
50.8384
596.998
240
53.9366
633.38
254
56.108
658.878
260
57.0281
669.684
280
60.1268
706.071
300
63.1797
741.922
图电感对Lb的变化
gap [mm]
Z(Polyline5_T1,Polyline5_T1) [] - Freq='0.01356GHz'
0.2
3.59606085079973 + 1017.01271713813i
0.7
1.42745348096049 + 1037.41822818056i
1.2
1.98054083981047 + 924.223010104071i
W’>>W且变宽段远小于波长则等效为电容
对于平行板电容有如下公式
S为板面积，d为厚度，因此增加电容的方法是减小d和增大相对介电常数。
从实物测试结果看减小线圈中间的电容可以增加谐振频点，增大可以降低谐振频点。
Frequency
14.59~15.59MHz
12.41~13.41MHz
Rcoil(DC)
<1.5Ω
<1.72Ω
Lcoil(DC)
0.95~1.15uH
1.37~1.43uH
Rcoil(13.56MHz)
<35Ω
<634.3Ω
Lcoil(13.56MHz)
2.58~2.78uH
7.0~8.52uH
4.2
3.49609129926817 + 1235.28831901094i
4.7
3.06868623867899 + 1153.89340636889i
5
3.06631684484578 + 1113.25660589177i
5.08
3.59606085079973 + 1017.01271713813i
图电阻随Lb的变化
3.1.2
表电感随La的变化
La(mm)
Im
L(nH)
100
39.9157
468.732
120
43.7615
513.893
140
47.4627
557.357
160
51.0387
599.349
180
54.566
640.77
188.87
56.108
658.878
200
58.0183
681.312
3.1.5
表PCB线圈电感随铜层厚度变化
houdu(mm)
Im
L(nH)
0.001
68.0127
798.677
0.2008
65.4265
768.306
0.4006
64.4711
757.087
0.6004
63.6606
747.569
0.8002
62.9363
739.064
1
62.2796
731.352
56.108
658.878
3
53.5709
629.086
4
49.1935
577.681
5
45.8142
537.998
6
43.0821
505.914
7
40.7275
478.265
8
38.7295
454.802
9
36.9694
434.133
10
35.3781
415.447
图电感随a的变化
图电阻随a的变化
4.2
1、增大电感的方法：线圈变长、变细、间隙变小；
2、谐振频点调整可以通过调整并联电容实现
5
5.1
σ=5.8*10e7 s/m
a：radius of wire
可以通过仿真直接得到
实际测试中常采用阻抗分析仪得到
图示红色部分为线圈阻抗
f0=13.56;%MHz
w=2*pi*f0;
R=1.3%input
图PCB线圈电感随铜层厚度变化
图PCB线圈电阻随铜层厚度的变化
3.1.6
表铁氧体对线圈阻抗的影响
re
im
无铁氧体
0.142
68.012
有铁氧体
2.21
72.55
表铁氧体厚度对阻抗的影响
铁氧体厚度（mm）
im
re
0.2
74.0705
7.32605
0.4
72.1617
2.09734
0.5
7Hale Waihona Puke .55812.205670.6
72.8015
2.30052
0.8
73.2873
2.44557
1
73.684
2.57777
图铁氧体厚度对电感的影响
3.2
1、随尺寸的增大而变大；
2、随导线半径的变大而减小；
3、随dfeed影响不大；
4、铁氧体可以增大线圈电感和线圈电阻。
4
线圈间距为gap，导线宽度为w
4.1.1
表阻抗随gap的变化
红色部分加并联电容Cp，绿色部分加串联电容Cs
可以得到如上的仿真结果
从图中可以看到谐振频点偏低，这是由于线圈存在分布电容引起的，实际调试中应把分布电容的影响考虑进去实际调谐天线的谐振频点。
5.3
Cp的影响，Cp越大频率点越低
Cs的影响，Cs越大频率点越低
5.4