應用于UWB的對數(shù)周期天線分析與設計.pdf

1、自從20世紀50年代末對數(shù)周期天線問世以來，其卓越的寬帶性能使其獲得廣泛應用。針對所需頻段不同要求，以及隨著材料工藝的發(fā)展，對數(shù)周期天線發(fā)展出多種形式。同時，美國FCC2002年2月批準將一直應用于軍事雷達的UWB部分頻段開放民用之后，UWB技術成為個人無線區(qū)域網(wǎng)及其它超短波無線通訊研究的新寵。目前開放的頻段為3.1～10.6GHz，所以研究在這個倍頻段中可以有效輻射時域短脈沖的天線亦成為此項研究的相當重要的一個方面。相應的，對數(shù)周期天

2、線以其本身固有卓越的寬帶特性成為UWB天線的候選方案之一。 本文首先對UWB技術發(fā)展、UWB信號及對天線作簡要介紹；而后介紹多種形式的對數(shù)周期天線及其應用；并且仿真分析了適用于UWB天線的對數(shù)周期天線結構，討論了其色散問題及解決途徑；由于UWB的特殊要求，而后采用FDTD(時域有限差分)方法分析了天線發(fā)送、接收的時域波形及其譜域分析；最后為得到更好的性能，以改變天線的結構參數(shù)及開縫措施進行改進，并針對UWB系統(tǒng)所希望的小型化，從

3、改變天線結構以及增加介電常數(shù)兩個方面來縮小天線尺寸。從分析結果可以看到，所得對數(shù)周期天線S11參數(shù)(即回波損耗：ReturnLoss)、輻射方向圖等都符合UWB對天線的要求。眾所周知，對數(shù)周期天線有色散效應，而色散效應將直接導致短脈沖的失真，但采用長振子端饋入、短振子端輻射的饋電方式可改善這一問題，本文的FDTD分析驗證了這一點。雖然從天線的工作原理而言，對數(shù)周期天線是一種用結構換取頻帶的天線，但仍可通過多種措施縮小尺寸，從而達到應用于