展寬貼片天線頻帶的L型饋電方法的設計與分析

摘要：微帶天線其本身具有的固有帶寬十分狹窄，很難應用于更多更廣的領域中，所以對微帶天線帶寬展寬的研究具有十分重要的意義。采用Ansoft公司的HFSS仿真軟件仿真分析了L型探針饋電方法的微帶貼片天線，并且設計了一個中心頻率為1 000 MHz的L形探針饋電方法的微帶貼片天線，其絕對帶寬為320 MHz，達到了中心頻率的32％，輻射增益大約為9 dB。其具有尺寸小，結構簡單，超寬帶的特征。
關鍵詞：帶寬；中心頻率；L型探針饋電；微帶貼片天線

O 引 言
最近幾十年微帶天線的發展非常迅速，但微帶天線其本身具有的固有帶寬十分狹窄，很難應用于更多更廣的領域中，所以對微帶天線帶寬展寬的研究具有十分重要的意義。近來超寬帶天線成了一個熱門的話題，但是展寬貼片天線頻帶十分困難。在對天線進行設計時，既要實現天線的寬帶化，又要限制天線的尺寸大小，而且還要滿足天線的駐波、增益等指標，類似這樣的天線設計問題是十分困難的。如何協調好上述關系以獲得最佳天線結構，則成為寬帶天線設計的核心問題。該文討論用L型探針方法來展寬貼片天線帶寬的方法，仿真設計出了一個中心頻率為1 000 MHz帶寬為32％的L型探針饋電的貼片天線。

1 中心頻率1 000 MHz的L型探針饋電天線的設計及仿真
1．1 模型確定
設計指標為中心頻率為1 000 MHz，帶寬為30％以上。當頻率等于l 000 MHz時，波長(單位：m)如下式所示：

εr=1(即為空氣或者泡沫基片)，天線模型尺寸初步設計如下：L=16．5 cm，W=14．5 cm，Lp=5．54 cm，D=1．06 cm，基片厚度2．58 cm，探針直徑O．53 cm，如圖1所示。通過HFSS軟件對其進行仿真設計，設計的仿真模型、俯視圖、側視圖如圖2～圖4所示。

在圖1中，L表示為貼片的長度，W為貼片的寬度，Lp為探針的左端到右端的距離，D為探針左端到貼片的距離，模型基片厚度固定為2．58 cm。
1．2 仿真調試
對上述仿真模型進行仿真，得到的仿真結果如圖5所示。