傳統的天線設計是一個反復試驗找錯的過程，包括建立一系列原型并反復測試其性能以獲得最優化的設計。最近，天線設計師已經開始將天線作為軟件原型進行仿真，只需建立物理原型所用時間的一小部分就可完成備選設計的分析。但是，通常這種方法仍然要遵循以前的物理原型建立過程中使用的反復過程：建模設計、仿真性能、對模型進行修改以努力改進設計，然后再重復這一過程仿真新的設計。有幾家公司已經采用了新的方法。新方法只需一次分析就能全面*估各種設計參數，可涵蓋整個設計空間，無需通常的反復過程就能選出最優的設計。下面將要看到，這種方法可用來設計WiMAX陣列的饋電網絡，并有助于實現對所關心頻段的全頻覆蓋。

過去的十年見證了許多新的無線技術的推出，包括藍牙、無線局域網（WLAN）、2.5G和3G蜂窩電話、射頻識別技術 （RFID）、超寬帶（UWB）通信等。每一種新技術都需要天線設計方面的創新以實現其全部潛能；單個系統經常會采用多項無線技術，因此造成了更復雜的情況。現代個人計算機（PC）可能有一個或多個緊鄰的Wi-Fi、藍牙和蜂窩天線。除了正常的天線設計問題外，也形成了由天線間耦合所帶來的一系列新的復雜問題。

傳統的天線設計是一個反復試驗找錯的過程，包括建立一系列原型并反復測試其性能以獲得最優化的設計。這種方法的最大問題是，對每個原型進行設計、構造和測試通常需要約一個月的時間。為了滿足設計要求可能需要相當多的反復次數，達到最優設計的反復次數就更多。這種方法的另一個問題是，它通常不可能滿足工作臺上的最終安裝環境。常常有必要在設計周期的后期進行額外的設計反復。有時候這意味著天線開發可能會阻礙產品投放市場，且存在潛在的巨大收入虧損，甚至在最壞情況下錯過該產品最好的市場機會。

以下是一個采用新的天線設計方法的例子，它建模并仿真了原始概念設計，然后用變量替代關鍵設計參數。用戶定義每個變量的范圍，仿真引擎為每個可能的變量組合創建模型和性能預測。與單獨創建每個設計相比，用戶僅需定義感興趣的設計空間，并從由參數仿真過程創建的可選方案中選擇最好的設計，因此優化設計所需的時間可以被明顯縮短。

本項目的目標是設計一個WiMAX天線陣列，并覆蓋從3.4~3.65GHz這一波段。波長為 （2.998×108）/（3.4×109）=8.818mm。設計策略是采用距每個片狀天線等長的中央饋電方法，從而使各個天線輻射同相。網絡中心通過一個50Ω同軸探針獲得饋電，并連接到100Ω饋線的中心。饋線的每一端終止于一個四分之一波長阻抗變換器，它將100Ω阻抗變換為一個線段，然后再分割成兩條饋線，每條饋線對一個片狀天線元件進行饋電。

設計過程中的第一個基本步驟是計算片狀天線的邊緣阻抗，并利用饋電網絡并通過變換器實現邊緣阻抗到50Ω饋線的反向匹配。使用一個基于公式的傳輸線計算器可完成這項工作，但依據基礎微波理論使用線路阻抗公式也能完成該該項工作。另一個約束就是四個輻射片狀天線之間必須充分隔離以免相互干擾。

襯底厚度為1.6mm，同時根據相對介電常數（εr）為3.58來選擇襯底材料。下一步是使用近似公式來計算片狀天線的邊緣阻抗。一個很薄的半波長片狀天線的校正邊長為：

所有線跡阻抗必須與同軸探針饋電匹配，因此不需對天線元件進行嵌入饋電。假設片狀天線寬為25mm，可根據長度（L）和寬度（W）計算近似的邊緣阻抗：

可以用一個簡單的RF計算器計算目標基板上100Ω饋線的寬度：W100=0.852mm。

已知邊緣阻抗，馬上可以計算出其他阻抗和微帶帶寬。兩個100Ω片狀天線從上方連接到饋電點，其他兩個片狀天線從下方連接到饋電點。每個連接線段的阻抗 （Z）必須滿足Z=100/2=50Ω，50Ω微帶帶寬為：50=3.497mm。此外，四分之一波長變換器用于連接100Ω饋線各點上的50Ω線段：

W70=1.96mm

L=11.9mm

下一步是要*估原始設計的性能。與其花費時間建立原型，不如采用Flomerics公司的MicroStripes軟件將天線仿真成軟件原型。該軟件包使用傳輸線路矩陣（TLM）方法在時域解算Maxwell方程。MicroStripes一次計算就能解算所有感興趣的頻率，因此可以在一個仿真周期內捕獲系統的全部寬帶響應。TLM方法創建了等效傳輸線矩陣，并直接解算這些線上的電壓和電流。這種方法要比求解傳統計算網格上的電（E）磁（H）場方法節省內存和中央處理單元（CPU）的時間。