發(fā)布時間：2019-09-16 08:25

【摘要】：提出并設計了一種可應用于多頻段無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償探針的分布電感,應用FR4高頻介質板與空氣層組成的層疊介質、E-E形和半E-E形輻射貼片縮減天線的尺寸。結果表明,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(相對帶寬32.6%)和1.85~2.50 GHz(相對帶寬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】：

研究與開發(fā)·132·3結果及分析HFSS是美國ANSYS公司開發(fā)的一款基于電磁場有限元法的三維全波電磁仿真軟件，本文應用該軟件對天線進行建模及仿真分析。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圓環(huán)，說明都形成了雙頻諧振。E-E微帶天線在1.85～2.57GHz頻率范圍內駐波比小于2，相對帶寬32.6%；半E-E形微帶天線阻抗帶寬1.85～2.50GHz，相對帶寬為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形微帶天線在兩個不同諧振頻率點的電流分布�？梢姡炀�在兩個頻率點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，當兩個頻率接近時，天線具有寬帶阻抗特性。圖4是E-E形微帶天線和半E-E形微帶天線在兩個不同諧振頻率點的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，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。因為天線采用了空氣和FR4組成的層疊介質，因此具有較高的輻射效率和增益。表1比較了參考文獻[5]提出的E形微帶天線、參考文獻[11]中EE-H形微帶天線和本文提出的改進的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�？梢钥闯觯�，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[5,10,11]中的結果。和參考文獻[5]中的普通E形微帶天線相比，E-E形微表1與其他參考文獻比較結果不同天線帶寬/GHz相對帶寬貼片面積/mm最大增益/dB天線總尺寸/mm

研究與開發(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%。為了說明本文仿真結果的正確性，本文對參考文獻[5]提出的E形微帶天線進行了仿真分析，并與參考文獻[5]的理論和實測結果進行了對比，結果見表2。4結束語提出并設計了一種改寬帶小尺寸E-E形微帶天線。在設計中采用層疊介質和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。其設計方法對無線通信中寬帶小型化微帶貼片天線的設計具有參考價值。參考文獻：[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].中國科學院大學學報,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.一種開雙H形槽的新型寬頻微帶天線[J].電波科學學報,2005,20(5):656-659.圖4天線增益方向2017198-5
【作者單位】： 西安建筑科技大學信息與控制工程學院;
【基金】：陜西省自然科學基金資助項目(No.2013JQ8003) 陜西省教育廳專項科研計劃基金資助項目(No.15JK1432)~~
【分類號】：TN822

【參考文獻】

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本文編號：2536077