一种小型具有双阻带特性的超宽带天线设计

2.天线特性分析

天线驻波测量使用WILTRON37269A矢量网络分析仪。图3给出了天线电压驻波比的测量与仿真结果比较。如图3所示,天线在UWB频段内的驻波比均<2,对于带陷波结构的超宽带天线测量结果和仿真结果吻合较好。但测量结果较仿真结果有频偏这是由于介质板的介电常数不均匀或加工误差所造成的,而测量结果仍满足天线设计的要求,VSWR>2的频 带范围在3.25~4.25GHz和5.1~5.95GHz的两个频带内,覆盖了3.3~-4.2GHz和5.15~5.825GHz两个频带范围。

图3.天线电压驻波比仿真与测量结果

本设计对当中对天线性能影响较重要的参数进行了进一步的研究。主要分析的参数为辐射单元上的E型槽内半径Rin和地板上的细槽长度L1,分别如图4和图5所示。可以看出Rin和L1对阻带频率位置的控制作用,说明通过调节槽长度可以得到所需的隔离频带。

图4 天线阻带特性随Rmin变化的趋势

图5 天线阻带特性随L1变化的趋势

图6 天线仿真E面和H面的方向图

图7天线增益仿真结果

图6给出了天线在3.2GHz,4.5GHz和7GHz这3个频点的E面(xoz面)和H面(yoz面)仿真远场 辐射方向图。图7给出了该天线在UWB频率范围内的仿真增益,在阻带范围内天线的增益明显下降,体现了天线的阻带特性。

3.结束语

提出了一种新型的具有双阻带特性的超宽带天线,制作出实物天线并成功验证了天线的超宽带和陷波特性。并在3.1~10.6GHz的频带内满足VSWR<2的宽带工作要求,而在期望的中心频率为3.75GHz和5.5GHz的频带范围内具有良好的陷波特性。该天线的尺寸较小,具有便于电路集成的平面印刷结构,因此是一种性能较好、具有实用价值的带陷波超宽带天线。