电印刷单极天线的相关思考与革新

1特性阻抗约为100的共面波导进行馈电可获得较好的匹配< 3>.然而实际应用中，天线的端口b处通常接50的连接器，因此，从a点到b点需实现100到50的阻抗变换。采用相对介电常数r = 3. 48，厚度h = 1. 524 mm的介质板，则导带与缝隙的总宽度固定为g= 3 mm，而导带宽度从a点的w top = 1 mm线性渐变到b点的w bot om = 2. 6 mm，从而实现共面波导特性阻抗从约100渐变到sma接头50特性阻抗的转换。另在馈电端附近引入均匀段部分（即b点到c点）是为了确保共面波导到sma接头的匹配。
优化设计天线的结构参数，可以使该天线具有良好的阻抗带宽，参数的优化值。在辐射贴片上开适当的u形缝隙就可以使天线实现阻带特性。
2天线带阻特性分析利用基于有限积分方法的仿真软件cst microwave studio对上述天线模型进行仿真计算，分析u形缝隙的位置参数d、缝隙长度l s以及缝隙宽度w s等对带阻特性的影响。
给出了当缝隙长l s及缝隙宽w s分别固定为14 mm和0. 4 mm时，vswr特性随缝隙位置参数d的变化。当d < 5 mm时，天线具有阻带性能，而且，d不同，阻带宽度不同。当缝隙靠近贴片下端时，阻带更宽。由也可看出，缝隙的存在对阻带以外的频段也有较小的影响。
调整缝隙的总长度大约为所希望阻断频率的1 3波长时，将实现对该频率的阻断。当l s为14 mm时，可以获得所希望的对5 6 ghz频带的带阻特性。
不同l s对vswr频率特性的影响fig. 3 simulated vswr vs frequency of different slot lengths l s（parameters：d= 1 mm，w s = 0.4 mm）说明了缝隙宽度w s对带阻特性的影响。通过调整缝隙的宽度，缝隙的外周长和内周长随之改变，而且分别控制着阻带的频率低端和高端。分析表不同缝隙宽度w s对vswr频率特性的影响阻带的带宽随之增宽。因此可以推断，综合改变缝长及缝宽可以实现特定的阻带带宽。
3实验结果说明，在5. 15 5. 825 ghz频带内实测的驻波比大于5.测量的阻带带宽（vswr 2）为5. 07 5. 85 ghz，而计算值为4. 87 6. 06 ghz.此外，测量结果表明该天线具有阻抗带宽达15 1的超宽带特性，即在0. 595 8. 95 ghz频段内驻波比不大于2.
测量实验与仿真驻波比fig. 5 measured and simulated vswr of proposed antenna（parameters：d= 1 mm，l s = 14 mm，w s = 0. 4 mm，h s = 3 mm）实测阻抗带宽与仿真结果吻合得较好，但实测阻带带宽比仿真结果稍窄。表明，缝隙位置对于阻带的带宽影响较大，由此推断主要原因是加工误差所引起。
仿真结果表明，天线的辐射呈现良好的单极特性。阻带频段的仿真增益显示了低电平，如所天线增益仿真值fig. 6 simulated antenna gain vs frequency示。在其他频率上可获得2 8 dbi的增益。
4结语本文提出一种具有带阻特性的超宽带矩形平面单极天线，分析了所开u形缝隙各参数对频带阻断特性的影响。分析表明，u形缝隙的长度和宽度分别决定了阻带的频段及带宽，综合设计缝长及缝宽就可以实现特定的阻带带宽。实际加工的天线实现了5. 07 5. 85 ghz频带的阻带特性，且具有阻抗带宽达15 1的超宽带特性，即在0. 595 8. 95 ghz频段内驻波比不大于2.


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