结果分析 - 小型双陷波超宽带天线的设计

　　天线实物如图1所示。天线的仿真使用了Ansoft公司的高频仿真软件HFSS11，天线的驻波比测量使用的是安捷伦E8363B网络分析仪。驻波比的仿真结果与测量结果的比较如图5所示。测量结果表明整个天线的带宽为2.97～12.75 GHz(VSWR<2)，满足UWB的工作带宽要求。并且实现了双阻带特性，两个阻带带宽分别为3.35～4.00 GHz和5.23～5.82 GHz。仿真和测量结果在低频较吻合，但高频段测量时的驻波比结果稍微大于仿真结果，两个阻带同时有轻微右移，这是因加工精度和介质材料的介质常数不均匀所引起的，这种误差在应用中是允许的。

　　图5 驻波比的仿真结果与测量结果的比较

　　为考察天线在整个工作频段内的辐射特性，测量的工作频率为3 GHz、6 GHz和9 GHz时的天线E面和H面的辐射方向图，具体如图6所示。天线的H面辐射方向图具有良好全向特性，不圆度<8 dB。整个频段内其辐射方向图的形状能保持稳定而且具有较好的不圆度，满足超宽带通信系统对天线辐射特性的要求。

　　图6 天线在3 GHz、6 GHz和9 GHz时的方向图

　　3 结束语

　　本文提出了一种新型小型化UWB微带缝隙天线。陷波特性是通过在馈线和辐射板上开两个U型缝隙，引入半波长谐振结构而获得的。通过电磁仿真软件HFSS11仿真计算，确定了天线的几何尺寸。在微波暗室中对天线实物样品的输入端反射特性、辐射方向图等进行测量。研究结果显示，天线的仿真数据和实测数据有较好的一致性，该天线在2.97～12.75 GHz的频段范围内具有良好的阻抗特性、辐射方向特性，在3.35～4.00 GHz和5.23～5.82 GHz范围内具有陷波特性，降低了UWB天线和其他通信系统之间干扰的可能，因此是一种性能较好、具有使用价值的小型化超宽带天线。