Design and study of a compact planar ultra-wideband antenna

In this paper,a novel,small,and compact planar antenna for ultra-wideband(UWB)applications is proposed.The antenna is an extension of microstrip slot antenna technology.To achieve ultra-wideband characteristics,a tapered microstrip fork-shaped stub has been employed.A symmetric polygon wide slot has been placed on the antenna ground.The design was investigated numerically to obtain proper dimensions for the antenna and a prototype was constructed.The return loss,pattern and gain of the prototype antenna have been measured.The transient pulse signal fidelity has also been investigated by finite-difference time-domain(FDTD)method.Experimental results show that the proposed antenna design has promising characteristics for UWB applications.

共面波导馈电小型平面超宽带天线的设计与研究

首先提出了一种新结构共面波导馈电的小型平面超宽带(UWB)天线,该天线类似一般的共面波导馈电宽缝隙天线,为了获得超宽带工作特性,设计方案中采用了叉状结构的调谐支节,并将其辐射缝隙设计为多边形;通过数值计算研究了某些尺寸参数对天线输入特性的影响,在计算的基础上通过大量的实验详细研究了天线的频域工作特性,然后对其时域瞬时脉冲信号保真度特性进行了数值分析。计算与实验的结果表明,该天线具有超过3.2∶1的工作带宽和全向辐射特性,而且具有较好的线性相位传输特性和脉冲信号保真度,是一种有实用意义的超宽带天线。

小型平面超宽带天线的研究进展

对小型平面超宽带(UWB)天线的研究现状进行了分析总结。首先介绍超宽带无线通信的技术背景,描述了超宽带天线的几种常见定义。然后分别对小型超宽带印刷单极子天线的设计、小型超宽带缝隙天线的设计、具有陷波功能的小型超宽带天线的设计进行了详细的评论,并讨论了超宽带天线的性能评价方法。最后展望了小型平面超宽带天线的未来研究方向。

一种小型平面超宽带天线的设计与研究

提出了一种新颖的小型平面超宽带(UWB)天线。该天线由微带槽天线的基本结构变形而来,为获得超宽带频率特性,设计时馈电微带线采用了渐变结构的叉形调谐支节,金属底板的开槽设计成对称多边形。首先通过数值计算来获得最佳的天线几何尺寸,并制作了实际的样品。对天线的反射特性、方向图以及增益都进行了测试,然后利用时域有限差分(FDTD)方法计算了天线收发脉冲信号的保真度。研究结果显示该天线具有良好的超宽带特性。

一种CPW-fed的双陷波超宽带天线的设计

设计了一种小型双阻带超宽带天线。天线采用共面波导（CPW）馈电的地板结构,地板由两个半椭圆构成,从而实现了超宽带天线及小型化。通过开双U型缝隙实现了双阻带特性,阻带带宽分别是650 MHz和590 GHz。天线实物测量结果表明,天线驻波比〈2的带宽为2.97-12.75 GHz,在整个频段内天线增益较高,同时方向图全向特性良好。天线的测量结果和仿真结果有较好的一致性。

一种星载平面螺旋天线的小型化设计方法

探讨了某星载背腔式平面螺旋天线的小型化设计方法。通过螺旋线传输段进行蝶形加载;辐射段和截止段进行曲线锯齿加载;改善了螺旋天线的低频和高频特性,克服了传统阿基米德螺旋天线臂长、传输损耗大、效率低的缺点,增加了螺旋曲线的有效长度;通过合理设计天线的反射腔高度,提高了天线的增益。对背腔式平面螺旋天线各参数进行了综合优化设计,研制出了具有小型化、宽频带、高增益等特点的复合加载平面螺旋天线实物样机,并进行了测量,结果表明,所设计的天线在带宽为5∶1工作频带内具有良好的阻抗和圆极化辐射特性,与传统螺旋天线相比,天线的几何尺寸要远小于同频带的平面螺旋天线。

一种具有三陷波特性的超宽带印刷天线设计

提出了一种新型的具有三陷波特性的超宽带印刷天线。大钱形的辐射贴片和共面波导传输线馈电,可以保证在相当宽的3个频带内具有良好的阻抗匹配。回波损耗S11<-10 dB的阻抗带宽是3.1～10.6 GHz,除了其中3.3～3.7 GHz的WiMAX,5.15～5.825 GHz的WLAN和7.25～8.4 GHz的X波段下行频段3个陷波频段。这些陷波的频段可以通过在天线的辐射贴片上增加长条裂缝和U形缝隙实现。加工和测试结果表明,该天线具有很好的阻抗带宽和全向辐射方向图。

超宽带带阻平面天线的快速化设计

提出了一种小型化,低剖面,同时具有带外抑制(WLAN)的平面UWB天线。该天线包括了一个菱形的辐射贴片,它的工作带宽大约为10GHz,覆盖了3-13GHz的频带,并且在5GHz到6GHz处形成了一个阻带。仿真优化了天线的性能指标包括电压驻波比,辐射方向图和增益。该天线采用的介质基板是FR-4,尺寸为25×35mm,由微带线馈电。该天线很容易和微波电路集成,且制造成本低。最后再通过CAD快速化设计其结构。

应用于WLAN和WiMAX的双频带印刷天线设计

提出了一种新型的用于WLAN/WiMAX通信系统的双频带印刷单极天线。通过改进的叉子形的辐射贴片,使天线在2.4 GHz频带内谐振。同时,在介质基板背面的引入寄生辐射贴片,利用与正面的辐射贴片的耦合效应,使天线谐振在5 GHz频带内。最终使得天线可以覆盖2.4/5.2/5.8 GHz WLAN和5.5 GHz WiMAX频带。对加工后的天线模型测试表明,天线在工作频带内具有较好的全向辐射特性和可观的增益。因此,该天线在无线多频带通信系统中具有广泛的应用前景。

复合加载平面螺旋天线的设计

介绍了一种复合加栽的背腔式平面螺旋天线。通过宽带天线加载减小传输段长度，锯齿加载增加螺旋曲线辐射段有效长度，降低腔体高度等方法，对背腔式平面螺旋天线各参数进行综合优化设计，实现了一种小型化、宽频带、复合加载平面螺旋天线。测量结果显示天线在带宽为5：1频率范围内保持了良好的辐射特性。

一种小型双陷波超宽带天线的设计

设计了一种小型双阻带的超宽带天线。采用由两个半椭圆和一个长条矩形复合的一种新型地板结构,从而实现了超宽带天线小型化。通过开双U型缝隙实现了双阻带特性,阻带带宽分别是540 MHz和610 MHz。天线实物测量结果表明,天线驻波比<2的带宽为2.7～12 GHz,在整个频段内天线增益较高,同时方向图全向特性良好。天线的测量结果和仿真结果有较好的一致性。

230 MHz无线专网小型化平板天线设计

提出了一种用于电力230 MHz无线专网的平板天线,天线工作频率228~237 MHz,相对带宽3.9%。该天线由单层1 mm厚度FR4印制板的倒F结构辐射体组成,天线整体尺寸300 mm×260 mm×1 mm。天线通过匹配传输结构将馈电点放置于辐射体背部,便于安装。经过仿真天线增益性能良好,水平全向增益1.5 dBi,电压驻波比优于2。设计的天线经过微波暗室实地测试,测试结果与仿真结果吻合。

一种共面波导馈电的双陷波渐变槽天线

为了滤除WIMAX(3.3~3.8 GHz)和WLAN(5.125~5.825 GHz)窄带信号对超宽带系统的干扰,该文提出一款共面波导馈电的小型化双陷波渐变槽天线。共面波导结构可以有效地扩展天线的带宽,实现对整个UWB(3.1~10.6 GHz)频段的全覆盖。通过在天线的馈线上开L型缝隙和在辐射贴片上开一对E字型缝隙的方法,有效实现了在3.15~3.97 GHz和4.94~6.05 GHz频段的双陷波特性,能够抑制WIMAX和WLAN对超宽带系统的干扰。该天线结构简单紧凑,尺寸非常小,仅为40 mm×18 mm×0.813 mm。仿真和实测结果表明该天线在超宽带波段内具有良好的陷波特性、增益特性,可以应用于小型化超宽带系统中。文中方法对于陷波渐变槽天线的研究具有一定的借鉴意义。

一种基于微带槽天线的带阻性UWB天线的研究

提出了一种新颖的小型平面超宽带天线。该天线由微带槽天线的基本结构变形而来,为获得超宽带的频率特性,设计时馈电微带采用了圆弧形调谐枝节,金属底板的开槽设计成对称多边形之后通过数值计算获得最佳的天线几何尺寸。通过HFSS仿真和测试设计了一种频率覆盖3.1～10.6 GHz的超宽带UWB天线,其对包含在超宽带频段范围内的民用频率范围有一定的滤除作用,结构简单并且驻波特性良好,方向图具有准全向性。