浅析新型超宽带微带天线的研究与设计

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浅析新型超宽带微带天线的研究与设计

作者：刘俊良

来源：《消费导刊》2016年第04期

摘要：随着超宽带通信技术的快速发展，对天线设计也提出更高的要求。然而传统超宽带通信中，采用的宽带天线很难满足工作频带、电路集成等要求，在此背景下便提出超宽带天线，其不仅在工作频带上满足超宽要求，且可实现电路集成目标。但实际应用中很可能有电磁干扰存在，需做好天线性能、尺寸等改进工作。本文主要对新型超宽带微带天线的相关概述、单极天线设计以及宽槽天线设计的思路进行探析。

关键词：单极天线超宽带天线微带天线

前言：作为现代通信领域中的重要技术，超宽带本身在带宽上具有明显的优势，其传输速率的般可达到百兆。但实际应用下多会考虑到天线设计问题，需保证其在阻抗带宽上保持良好，在此基础上配合窄带接收机，有利于解决其中干扰问题。但该目标如何实现，关键取决于天线设计是否合理。因此，本文对天线的设计分析，具有十分重要的意义。

一、新型超宽带微带天线相关概述

关于天线带宽，其实质为在标准频率范围内天线性能满足定要求，如其中的极化、增益、方向细数、副瓣电平、效率以及输入阻抗等。与传统窄带天线不同，超宽带天线设计的内容集中表现为：①阻抗带宽。相比窄带天线，在带宽范围上超宽带天线将超出三倍频，这种情况下便使设计面临较大难题，需将更多拓宽带宽技术引入其中；②线性相位。为保证天线可靠运行，需保证相位中心不变，确保超宽带天线应用下不会有色散问题产生；③方向图问题。方向图在实际设计中应体现出全向性特点，避免方向图在频率变化下出现畸变，保证天线损耗得到合理控制；④应用范围较广。超宽带通信现行发展中，在保证满足系统集成要求的基础上，也需做到向低成本、小型化等方向发展，尽可能使其在更多商业、民用等领域得到广泛利用。另外，超宽带微带天线设计中，还需做好天线数值分析，可考虑引入时域有限差分法、有限元法或矩量法等。而且需注意明确阻带技术以及天线馈电方式，如同轴馈电、共面波导式以及微带式等。

二、单极天线设计分析

本文在研究中所选取的新型超宽带天线，其主要以Rogers RT5880作为基片，且.在介电常数上为2.65。该天线本身体现出易.于集成、成本低、重量轻以及低轮廓特征。整个天线选择

长半轴、短半轴分别为16.5mm.与12.5mm的半椭圆接地板。通过仿真发现，阻抗带宽在10dB 回波损耗情况下，将介于.3.3GHGz-8.TGHz之间，要求做好优化阻抗带宽工作。实际优化中，首先需考虑对矩形接地板利用椭圆接地板代替，其目的在于使辐射单元受地板耦合作用减小，这样可使的低频电流路径得以延长。其次可考虑将渐变式馈电结构引入其中，这样75欧姆微