如何使用2.4GHz阻抗匹配实现传输线电小天线的设计说明

　　我们在薄的印制电路板上，用阻抗匹配方法设计了一种电小天线Electrically small antenna（ESA）。利用状组合型沟道和传输线（共面带线波导）已经实现了这种匹配电路。用这种新的阻抗匹配电路，可以使整个天线小到一个波长的尺寸。与此同时，我们用不同腰槽形状阻抗匹配电路设计了一些ESAs，并且讨论了最大腰槽尺寸与S参数之间的联系。同时我们精心组合且测量了这些ESAs的尺寸，比较分析了S参数实验结果与模拟的腰槽形状之间的联系。

　　在无线通信设备中，将整个传输收发装置集成在同一块芯片上是未来像MIMO，PDC，无线LAN和RFID系统的趋，这种尺寸缩小，造价降低将获得利益。可是，天线是被认为无线传输系统中最大的组成部分，以致缩小天线尺寸成为迫切需要 。已经有很多关于为了减小电小天线尺寸， 使其远小于一个波长的尺寸这方面的研究。然而众所周知，为了实现这种小型化的天线，同时我们必须设计一种宽带的阻抗匹配电路，来弥补这种窄带宽，小天线所特有的低辐射电导率特性。我们必须用具有高内阻的半导体放大器来实现高的阻抗匹配率。因为小天线的低辐射电导率，所以它对导体电导率非常敏感，于是减小辐射影响成为主要问题。在我们先前的工作中，我们利用共面带线波导设计的一个尺寸在一个波长的沟状双极天线，其达到了不错的阻抗匹配。为了减小整个天线的尺寸，设计了一种沟槽环路天线，其尺寸只有半个波长。它用匹配电路相互连接集成在一个低噪声放大器中。甚至，我们已经设计出了一种比一个波长小的多的尺寸的沟状双极天线，用带有两极带通滤波器的沟状双极天线上我们已经做过实验，天线的整个尺寸是4.1mm×3.7mm，利用高温超导YBCO薄膜，在基于介电常数为9.6的MgO衬底，带宽在5.0GHz。然而几乎没有关于这种已经实现的腰槽或者小天线效率的报告。在这篇论文中，我们利用阻抗匹配电路设计构造了一些ESAs，这些阻抗匹配电路中都有各种各样的腰槽，同时讨论了关于模拟的最大实现腰槽尺寸与S参数之间的关系。