平面单极子超宽带天线的结构和仿真说明

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资料介绍

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。

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)