CST 天线仿真 | PCB天线设计与仿真（二）——倒F天线
引言
倒F天线（Inverted-F Antenna, IFA）是一种常见的小型化天线设计，广泛应用于无线通信设备（如手机、Wi-Fi模块、蓝牙设备等）。它结合了倒L天线和微带天线的特点，具有结构紧凑、易于匹配、辐射效率较高等优点。
1、结构特点
基本组成：
l 辐射臂：主辐射部分，通常为水平或弯曲的金属走线。
l 短路引脚（Shorting Pin）：连接辐射臂和地平面，用于调节阻抗匹配。
l 馈电点（Feed Point）：信号输入端口，位置影响天线的谐振频率和阻抗。
l 地平面：作为天线的反射面，影响辐射方向性和性能。
谐振原理：
l 天线的长度（辐射臂 + 短路引脚）约为工作波长的 1/4，通过短路引脚引入电感分量，抵消馈电点的容抗，实现阻抗匹配。
l 通过调节短路引脚的位置或辐射臂长度，可改变谐振频率。
辐射模式：
主要辐射方向与地平面平行，方向图类似单极天线（全向性，但受地平面影响可能不对称）。
关键参数：
l 谐振频率：由辐射臂的物理长度决定（通常为λ/4）。
l 阻抗匹配：通过调整馈电点与短路引脚的距离实现（通常50Ω）。
l 带宽：较窄（约2-5%相对带宽），可通过增加辐射臂宽度或采用多分支结构改善。
2、2.4GHz Wi-Fi 天线仿真
仿真步骤如下：
在CST中直接建模，或者利用CST Antenna Magus设计天线。打开Antenna Magus，在应用分类中选择WLAN。
之后会弹出库中所有相关的WLAN天线，按照设计要求选出最合适的天线。
这里选择了一个最常见的倒F天线，以下是该天线的所有信息，包括天线频率、带宽、增益等。该天线是一个的工作频率为2.45GHz，增益为2dBi的全向辐射天线。
在Antenna Magus中也可以重新定义该天线的关键参数，最后导出天线模型。
导出的天线模型可以在CST中打开，进行仿真分析及参数优化
仿真结果
S11
从S参数分布可看出该天线的中心工作频率有轻微偏移，但不影响扫频结果，可通过参数扫描天线尺寸及位置来调整中心频点。
E-field(f=2.45GHz)
辐射方向图
本文总结
以上展示的是最常见的倒F天线，当然在不同的应用中，根据不同的设计要求，会对倒F天线进行变形处理，比如常见于手机天线的PIFA天线、通过分支结构实现双频/多频谐振（如同时支持2.4GHz和5GHz Wi-Fi）等。
