提出了一款加載EBG反射板且工作于ISM波段2.45 GHz的天線系統(tǒng),可應(yīng)用于體域網(wǎng)通信。采用單極子天線作為輻射主體,利用梯度饋線結(jié)構(gòu)和地板蝕刻環(huán)形縫隙的方法調(diào)節(jié)天線端口匹配;在天線底部加載一塊2×2陣列的風(fēng)車型EBG反射板結(jié)構(gòu)用以提升天線增益性能并增強(qiáng)與人體之間的隔離。仿真結(jié)果表明,風(fēng)車型EBG反射板的加載能夠提升天線增益和前后比的幅度分別為4.5 dBi和17 dB,對人體組織SAR值縮減達(dá)到95%以上,且加載反射板之后天線系統(tǒng)整體尺寸約為0.46λ。測試結(jié)果顯示:天線工作帶寬為65 MHz,中心頻點(diǎn)2.45 GHz處回波損耗為-20 dB,在人體不同部位測試時(shí)輻射性能穩(wěn)定,實(shí)測結(jié)果與仿真結(jié)果較為吻合。

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【部分圖文】：

圖1 天線基本結(jié)構(gòu)示意圖

式中:Le為等效電流長度,Le=L+2ΔL(L≥ΔL),ΔL為天線補(bǔ)償長度,εe為有效介電常數(shù)。天線結(jié)構(gòu)如圖1所示,該結(jié)構(gòu)由輻射貼片、地板、梯度饋電線、介質(zhì)基板構(gòu)成。該天線使用介電常數(shù)3.5,損耗正切值0.002的聚四氟乙烯(F4B)作為介質(zhì)基板,基板厚度H為1.6mm,天線結(jié)....

圖2 天線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟

該天線結(jié)構(gòu)來源于對一款單極子天線的改進(jìn),設(shè)計(jì)過程如圖2所示,初始結(jié)構(gòu)(a)中使用圓形貼片作為輻射主體,用矩形微帶線進(jìn)行饋電;為了進(jìn)一步調(diào)頻調(diào)諧,在結(jié)構(gòu)(b)中對輻射貼片進(jìn)行開槽處理,并使用文獻(xiàn)[17]中的方法,將饋電結(jié)構(gòu)修改為梯度饋線,使天線表面等效電流路徑延長的同時(shí)改善匹配效果....

圖3 不同結(jié)構(gòu)下天線S11參數(shù)

3種改進(jìn)的天線結(jié)構(gòu)S11曲線如圖3所示�？梢钥闯�,環(huán)形縫隙和梯度饋電線的使用對于天線匹配效果的改進(jìn)效果明顯,天線表面縫隙的使用能在一定程度上降低天線諧振頻點(diǎn)。圖4為該天線輻射方向圖,該天線的軸向增益為2.2dBi,頻點(diǎn)處前后比約為6dB。圖4天線輻射方向圖

圖16 天線加載EBG前后S11對比圖

從圖16和圖17可以看出,加載人體之后天線的匹配效果會有一定程度的惡化,但是天線工作帶寬基本保持不變,-10dB帶寬為2.425GHz～2.490GHz,能夠覆蓋ISM低頻波段,而且人體組織的加載對天線方向圖會有一定改善效果,天線軸向增益提高約0.3dBi～6.85dB....

本文編號：4028591