【摘要】：提出并設(shè)計(jì)了一種可應(yīng)用于多頻段無(wú)線通信的小型化寬帶微帶貼片天線。天線采用共面容性耦合的饋電方式補(bǔ)償探針的分布電感,應(yīng)用FR4高頻介質(zhì)板與空氣層組成的層疊介質(zhì)、E-E形和半E-E形輻射貼片縮減天線的尺寸。結(jié)果表明,E-E形微帶天線和半E-E形微帶天線的阻抗帶寬分別為1.85~2.57 GHz(相對(duì)帶寬32.6%)和1.85~2.50 GHz(相對(duì)帶寬29.9%)。和普通E形微帶天線相比,E-E形和半E-E形微帶天線的貼片面積縮小了47%和61%。
【圖文】：

研究與開(kāi)發(fā)·132·3結(jié)果及分析HFSS是美國(guó)ANSYS公司開(kāi)發(fā)的一款基于電磁場(chǎng)有限元法的三維全波電磁仿真軟件，本文應(yīng)用該軟件對(duì)天線進(jìn)行建模及仿真分析。圖2是仿真得到的天線的史密斯圓圖。E-E和半E-E微帶天線在圓圖上都形成了一個(gè)圓環(huán)，說(shuō)明都形成了雙頻諧振。E-E微帶天線在1.85～2.57GHz頻率范圍內(nèi)駐波比小于2，相對(duì)帶寬32.6%；半E-E形微帶天線阻抗帶寬1.85～2.50GHz，相對(duì)帶寬為29.9%。圖2天線史密斯圓圖微帶天線的寬帶特性是由貼片上的電流分布決定的。圖3給出了E-E形微帶天線和半E-E形微帶天線在兩個(gè)不同諧振頻率點(diǎn)的電流分布�？梢�(jiàn)，天線在兩個(gè)頻率點(diǎn)在貼片上形成不同的電流路徑和電流分布區(qū)域，所以天線形成了雙頻諧振，當(dāng)兩個(gè)頻率接近時(shí)，天線具有寬帶阻抗特性。圖4是E-E形微帶天線和半E-E形微帶天線在兩個(gè)不同諧振頻率點(diǎn)的E面和H面的增益方向圖。可以看出，天線的方向圖隨頻率變化不大，天線具有方向圖寬帶特性。E-E形微帶天線交叉極化增益小于-40dB，半E-E形微帶天線交叉極化增益小于-10dB。在帶寬范圍內(nèi)，E-E形微帶天線軸向增益在5.9～8.5dB變化，半E-E形微帶天線軸向增益在5.7～8.1dB變化。因?yàn)樘炀�采用了空氣和FR4組成的層疊介質(zhì)，因此具有較高的輻射效率和增益。表1比較了參考文獻(xiàn)[5]提出的E形微帶天線、參考文獻(xiàn)[11]中EE-H形微帶天線和本文提出的改進(jìn)的E-E形和半E-E形微帶天線的帶寬、增益和貼片尺寸及天線的總尺寸�？梢钥闯�，，在天線工作頻段基本相同的情況下，本文提出的小尺寸E-E和半E-E形微帶天線在阻抗帶寬、貼片面積等方面均優(yōu)于參考文獻(xiàn)[5,10,11]中的結(jié)果。和參考文獻(xiàn)[5]中的普通E形微帶天線相比，E-E形微表1與其他參考文獻(xiàn)比較結(jié)果不同天線帶寬/GHz相對(duì)帶寬貼片面積/mm最大增益/dB天線總尺寸/mm

研究與開(kāi)發(fā)·134·帶天線尺寸縮減了47%，半E-E形微帶天線尺寸縮減了61%。為了說(shuō)明本文仿真結(jié)果的正確性，本文對(duì)參考文獻(xiàn)[5]提出的E形微帶天線進(jìn)行了仿真分析，并與參考文獻(xiàn)[5]的理論和實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果見(jiàn)表2。4結(jié)束語(yǔ)提出并設(shè)計(jì)了一種改寬帶小尺寸E-E形微帶天線。在設(shè)計(jì)中采用層疊介質(zhì)和E-E及半E-E形貼片縮減天線的尺寸，采用共面臨近耦合饋電展寬天線的帶寬。其設(shè)計(jì)方法對(duì)無(wú)線通信中寬帶小型化微帶貼片天線的設(shè)計(jì)具有參考價(jià)值。參考文獻(xiàn)：[1]李鑫,丁軍,呂曉德.一種用于WLAN的U形槽加載的雙頻貼片微帶天線[J].中國(guó)科學(xué)院大學(xué)學(xué)報(bào),2007,43(3):380-383.LIX,DINGJ,LVXD.Amodifieddual-bandmicrostrippatchantennawithaU-slot[J].JournaloftheGraduateSchooloftheChineseAcademyofSciences,2007,43(3):380-383.[2]焦永昌,潘雪明,王澤美,等.一種開(kāi)雙H形槽的新型寬頻微帶天線[J].電波科學(xué)學(xué)報(bào),2005,20(5):656-659.圖4天線增益方向2017198-5
【作者單位】： 西安建筑科技大學(xué)信息與控制工程學(xué)院;
【基金】：陜西省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No.2013JQ8003) 陜西省教育廳專項(xiàng)科研計(jì)劃基金資助項(xiàng)目(No.15JK1432)~~
【分類號(hào)】：TN822

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【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2536077