具有陷波特性的超寬帶微帶天線設(shè)計.pdf

1、超寬帶(Ultral-wideband，UWB)系統(tǒng)憑借其所具備的成本低、損耗低、發(fā)射功率低、傳輸速率高和多徑分辨能力強等優(yōu)點而得到快速發(fā)展。超寬帶天線作為UWB通信系統(tǒng)的重要組成部分，已經(jīng)成為學(xué)術(shù)界和工程領(lǐng)域研究的熱點問題。超寬帶天線具有幾個倍程的帶寬，在如此寬的頻帶內(nèi)使天線保持穩(wěn)定的性能，給超寬帶天線的設(shè)計帶來很大的困難。另外，在超寬帶頻帶范圍內(nèi)，還有其他一些通信系統(tǒng)，如無線局域網(wǎng)(WLAN，5.15-5.85GHz)系統(tǒng)和全球微波

2、互聯(lián)接入(WiMAX，3.3GHz-3.6GHz)系統(tǒng)，這些系統(tǒng)的信號將會對UWB系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，需要抑制掉。因此，設(shè)計滿足上述要求的超寬帶天線面臨極大的挑戰(zhàn)。
　　 為了適應(yīng)超寬帶系統(tǒng)小型化要求，本文采用微帶結(jié)構(gòu)和共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計超寬帶天線。通過查閱相關(guān)資料，對微帶印刷單極子天線的相關(guān)理論和展寬天線帶寬的相關(guān)技術(shù)進行了分析，并對共面波導(dǎo)的相關(guān)理論以及實現(xiàn)陷波特性的常見方法進行了研究。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計了一款共面波導(dǎo)饋電的超寬帶天線

3、和一款微帶印刷單極子超寬帶天線。運用理論分析和軟件仿真相結(jié)合的方法，對這兩款天線進行了研究，研究了天線的結(jié)構(gòu)參數(shù)對天線性能的影響，優(yōu)化了天線的結(jié)構(gòu)尺寸，最終給出了滿足設(shè)計要求的天線結(jié)構(gòu)尺寸。所設(shè)計的天線結(jié)構(gòu)對稱、簡單，易加工，電壓駐波比小于2的頻率范圍均覆蓋3.1GHz-10.6GHz頻段，且在該頻段內(nèi)具有穩(wěn)定的輻射方向圖，滿足超寬帶天線的設(shè)計要求。
　　 在上述兩款天線的基礎(chǔ)上，通過在共面波導(dǎo)饋電的超寬帶天線上蝕刻倒U形縫隙，

4、使其實現(xiàn)了在WLAN頻段(5.15-5.85GHz)的單陷波特性;通過在微帶印刷單極子超寬帶天線上加載兩個互補開口諧振環(huán)（CSRR），使其在WiMAX頻段(3.3GHz-3.6GHz)和WLAN頻段（5.15 GHz-5.85GHz）產(chǎn)生了雙陷波特性。利用仿真軟件Ansoft HFSS對倒U形縫隙和CSRR的關(guān)鍵參數(shù)進行了研究，通過多次優(yōu)化，最終確定了滿足設(shè)計要求的天線尺寸。
　　 最后，對所設(shè)計的四款天線進行了加工和測試，仿真