基于微带馈电的平面单极子超宽带天线基于微带馈电的平面单极子超宽带天线
自从2002年美国联邦通信委员会(Federal Communication Committee, FCC)开放超宽带标准以来,超宽带
技术引起了人们越来越多的关注。超宽带传输具有高传输率,低辐射、低散射损耗等特点。用于脉冲辐射和接
收的超宽带天线是超宽带系统的一项关键技术。所以对超宽带小型化天线的研究一直是一个热点。
1 引言引言
自从2002年美国联邦通信委员会(Federal Communication Committee, FCC)开放超宽带标准以来,超宽带技术引起了人们
越来越多的关注。超宽带传输具有高传输率,低辐射、低散射损耗等特点。用于脉冲辐射和接收的超宽带天线是超宽带系统的
一项关键技术。所以对超宽带小型化天线的研究一直是一个热点。
过去几年的研究表明,TEM喇叭、贴片天线和开槽天线等可以作为超宽带天线使用,其中贴片天线有轮廓低、重量轻、容易
集成和制造成本低等优点,在移动通信的应用中有潜在的优势。但是贴片天线的带宽比较窄,一些研究者已经尝试做了增进带
宽的工作,电阻加载和改变天线的形状是两类成功的尝试。电阻加载会降低天线的效。有的平面单极子天线有一个较大的地板
与天线臂垂直放置,这给天线的小型化设计带来了不便。共面波导馈电和开槽相结合的方法也可以增加天线的带宽。FCC批
准商用的UWB 系统可以工作在3. 1~10. 6 GHz的频带内,本文尝试通过改变振子和馈线形状来增加带宽。通过仿真结果可以
看出在2.8 GHz-18.6GHz的频带内回波损耗小于-10 dB。
2 天线结构天线结构
天线被设计在一块大小为25 mm × 30 mm,厚度为1.9 mm,介电常数为4.4的Rogers5880基片上。天线采用微带线馈电,辐
射臂和地板分别位于基片的两侧,地板的大小为25 mm ×14 mm。为了增加天线的带宽,微带馈线被设计锥形渐变线,其长度
为15 mm,输入阻抗为50Ω。在改变微带馈线形状的同时,也采用了非对称馈电的方法来增加天线的带宽,通过参数仿真,馈
电点选在了天线偏左的位置。天线的具体参数值为:单位(mm)
(1)介质基片:W=25,L=30,H1=1.9;(2)地板:L1=14,H2=0.08,g=1;(3)锥形渐变线:
W1=3,W2=8,S=3.6,S1=1.6,L3=2.5,L4=3.5,L5=9,H=0.08;(4)辐射臂:W3=25,W4=15,r1=5,r2=5。
图1 天线的结构
3 天线的仿真结果天线的仿真结果
为了使所设计的天线在回波损耗小于-10 dB的频带内具有最大的增益。设计中使用了基于有限元法的仿真软件CSTMWS对天
线的参数进行仿真优化。仿真的最后结果如图2所示,从中可以看到在2.8 GHz -18.6 GHz的带宽内,天线的回波损耗小于-10
dB。
图2 天线的回波损耗
评论0