超宽带平面单极天线设计与改进：低VSWR与小型化

本篇论文主要探讨了一种创新的超宽带平面单极微带天线的设计及其优化策略。作者谢丹净、肖宇和张陆勇来自北京邮电大学无线网络实验室，他们的研究着重于解决超宽带（UWB, IEEE802.15.3A）频段内天线设计的问题。UWB技术因其广阔的工作频率范围（3.1GHz至10.6GHz）、低功耗和高数据传输速率而备受关注，特别适合短距离高速通信，如蓝牙和IEEE802.11标准。 传统上，超宽带天线设计多为立体结构，但存在制造复杂、占用空间大的局限。为了克服这些问题，作者提出了一种平面化设计方法，通过选择圆形或椭圆形的微带辐射元，采用小型U形地面替代大型立体天线的地面，并在辐射元和地面间填充介电常数较高的电介质。这种方法旨在减小天线的厚度和体积，提高其便携性和实用性。 文章首先介绍了火山灰状天线等经典宽带天线的发展过程，然后通过演变设计，实现了由金属圆盘或金属圆球与地面组成的天线结构，进一步简化为倒置U形地面与圆形辐射元构成的平面天线。这种设计不仅使得辐射元与地面平行，减少了空间占用，还便于制造。 在实际设计中，作者针对天线的结构特性进行了优化改进，确保在满足FCC规定的工作频率范围内，天线的电压驻波比（VSWR）保持在2以下，辐射波瓣图（Radiation Pattern）稳定。论文的结论部分，作者通过软件仿真验证了新设计天线的性能，这表明了其在实际应用中的可行性。 这篇论文对超宽带平面单极微带天线的设计方法进行了深入研究，为超宽带设备的小型化和高效设计提供了新的思路和技术支持。这对于推动无线通信技术的发展，特别是在短距离高速通信领域，具有重要意义。