一种新型宽频带E型微带天线的设计

作者：时间：2012-06-18来源：网络收藏

摘要：介绍一种新型E型结构的微带天线。在U型微带天线中间加一段传输线构成新型E型微带天线，产生多点谐振，达到微带天线频带展宽的目的。通过改变馈电点位置和传输线的长度和宽度，实现微带天线的最佳匹配和频带的展宽。仿真结果表明，该天线在4．25～5．366GHz频带内反射系数均小于-10 dB，方向最大增益达到9 dB，相对带宽为23．2％。且对E型天线加工和测试，实测结果和仿真结果一致。
关键词：微带天线；E型；宽带；高增益

0 引言
微带天线具有体积小、重量轻、易馈电、易与载体共形等优点，广泛直用于测量和通信各个领域。但是，微带天线的窄频带特性在很多方面限制了它的广泛应用，因此展宽微带天线的带宽具有十分重要的意义。
近年来，人们在展宽微带天线的带宽方面做了很多的研究：增大基板厚度，降低介电常数；采用电磁耦合多谐振来扩展带宽的方式，采用缝隙耦合馈电的方式，采用多层结构。本文在对上述各种展宽带宽技术的比较研究之后，通过在U型微带天线中间加一段传输线构成新型的E型微带天线，实现了天线阻抗频带的展宽。利用HFSS模拟仿真以及实测结果表明，这种天线在工作于4．25～5．366 GHz时，其相对带宽达到了23．2％，且采用了传统的同轴馈电，结构简单，易加工。

1 天线设计与分析
微带天线的结构如图1所示，贴片的长为L，宽为W，馈电点位置为(P_x，P_y)，U_l和U_w为U型天线尺寸，U型天线中间增加的微带线的长度和宽度分别为E_l和E_w，微带天线离地面的高度为H。当E_l为零时即为U型天线，E_l不为零时为E型天线。天线采用传统的同轴馈电方式。天线与地面之间采用空气为介质，减少采用高介电常数介质带来的损耗，同时呵达到增加频带宽度的目的。