环形地共面波导馈电超宽带天线设计与性能分析

"环形地共面波导馈电的超宽带天线设计 (2010年) - 郭庆新，李增瑞，居继龙 - 中国传媒大学信息工程学院" 这篇论文"环形地共面波导馈电的超宽带天线设计"由郭庆新、李增瑞和居继龙于2010年发表在中国传媒大学信息工程学院，主要探讨了一种新型的超宽带天线设计。超宽带天线在无线通信、雷达系统和无线传感器网络等领域有着广泛的应用，其特点是具有极宽的频带和较高的频率利用率。 该天线设计的独特之处在于采用了环形地结构，即在一个圆环内部设置两个三角形作为接地平面，而环形地内部则布置了一个矩形贴片作为辐射器。这种结构有助于改善天线的性能，例如提高辐射效率、降低反射损耗，并可能提供更均匀的辐射模式。 论文中提到，天线的馈电方式是共面波导（Co-planar Waveguide, CPW），这是一种在平面电路中常见的馈电方式，因其结构简单、易于集成以及能有效传输微波信号而被广泛使用。CPW馈电可以降低天线的制作难度，并且有利于与微波电路的连接。 在设计过程中，研究者运用了时域有限差分法（Finite-Difference Time-Domain, FDTD）进行仿真优化。FDTD是一种数值计算方法，用于模拟电磁场的传播，对于天线设计来说，可以精确计算出天线的频率响应、辐射特性等关键参数。通过FDTD的仿真，研究者找到了最佳的天线尺寸，使得天线在3.0至11GHz的频率范围内，反射损耗小于-10dB。这个范围涵盖了超宽带的定义，即相对带宽超过20%或者绝对带宽大于500MHz的频率区间。 实验结果证实了设计的有效性，满足了超宽带天线的性能需求。这样的天线设计不仅有潜力应用于移动通信、无线局域网等现代通信系统，还可能在其他需要宽频带、小型化和高效率的场景中发挥作用。 这篇论文对超宽带天线的设计方法进行了深入研究，特别是在天线结构创新和仿真技术应用方面，为超宽带天线的进一步发展提供了理论和技术支持。它强调了共面波导馈电和FDTD仿真在实际天线设计中的重要性，并展示了如何通过优化设计实现高效、宽频带的天线系统。