9種超寬帶天線的設計方案

天線是任何無線電系統必不可少的組件。它的功能是輻射或者接收無線電波。它把被導電磁波轉變為自由空間的無線電波（在發射系統中），或者做相反的變換（在接收系統中），從而在任意兩點之間實現無線電信號的傳遞。超寬帶無線電系統要求超寬帶天線來完成超寬帶被導電磁波和自由空間無線電波之間的轉變工作。超寬帶天線與常規的窄帶天線在輻射原理上并沒有本質區別，超寬帶天線是在常規的窄帶天線基礎上發展起來的，其主要研究內容是探索頻帶寬度極大地擴展之后給天線帶來的新理論、新技術和新方法。

本文為大家介紹幾種超寬帶天線的設計方案。

基于單個CSRR結構的超寬帶天線
本文提出了一種基于單個CSRR結構的超寬頻帶天線設計，它利用微帶線結構作為饋電和阻抗匹配網絡。首先仿真了各參量對天線的回波損耗的影響，并進行優化，最終制作了樣機。實測結果表明該天線的頻帶寬度為1.6至22.6GHz。

小型共面波導饋電H型枝節超寬帶天線設計
在小型化天線的設計中，平面單極子天線、縫隙天線和偶極子天線等眾多結構都可以用來實現小型化的要求。 本文采用共面波導饋電結構和H型枝節設計了一種新的小型化超寬帶天線，該天線尺寸為19×24×1.6 mm3，在3.3-12.1GHz頻率范圍內，該天線的電壓駐波比小于2，具有良好的寬帶阻抗匹配特性。

一種小型陷波超寬帶天線
本文提出一種結構簡單的微帶線饋電的小型平面超寬帶天線，通過在圓形輻射貼片上開一個月牙形槽實現陷波功能，它的基本工作原理是在天線結構中引入需要抑制頻率的“半波長諧振結構”，等效地引入相應頻率上的陷波器，使得該中心頻率上天線的駐波比顯著增加。通過調節月牙形槽的尺寸能夠方便的調節陷波的中心頻率和帶寬。

小型具有雙阻帶特性的超寬帶天線設計
本文提出了一種具有雙阻帶特性的超寬帶天線。設計的無阻帶特性的UWB天線VSWR2的阻抗帶寬為2．58～12 GHz,，通過在輻射單元上開E型槽和在地板開一對細槽，通過調節槽的尺寸、寬度和位置實現覆蓋3．75 GHz處和5．5 GHz處的雙阻帶特性。

基于分形技術的超寬帶天線
一些超寬帶天線設計應用于筆記本電腦的PCMCIA卡進行無線通信，然而尺寸限制了其應用。因此，為了解決這一技術在超寬帶天線設計中的關鍵問題，在本論文中，提出了一種基于塞賓斯基幾何分形的微帶天線，可以有效的減小天線尺寸，是通過增加天線的電長度實現的。

一種新型小型化的雙陷波超寬帶天線的設計
本文設計了一種雙U縫隙的UWB天線，帶寬2.97～12.75 GHz（VSWR2），在滿足天線性能的基礎上實現了雙阻帶功能565 MHz（3.35～4.00 GHz）和590 GHz（5.23～5.82 GHz）。在天線設計中，地板采用了CPW饋電結構，通過調節饋線寬度W3可以達到高頻匹配，實現設計天線的小型化；輻射板采用了圓形輻射板CDM，通過調節它的半徑可以實現低頻段的阻抗匹配；輻射板上雙U縫隙的作用是產生雙阻帶，避免與其他通訊系統產生相互干擾。

一種改進的杠鈴形超寬帶天線
本文在超寬帶杠鈴形天線基礎上，提出了一種改進措施，通過在杠鈴形天線上增加階梯形缺口，使天線回波損耗更小，而天線方向圖與原杠鈴形天線基本一致，從而獲得更好的阻抗帶寬。

3.4/5.5GHz雙阻帶特性的超寬帶天線設計
本文提出并設計了一款緊湊的印刷單極天線，它可以同時克服WLAN和WiMAX頻段的干擾。通過調節輻射貼片上雙矩形槽的尺寸，可以方便地獲得雙阻帶特性。同時，天線具有良好的阻抗匹配特性，可以同時覆蓋2．4～2．5 GHz和超寬帶頻段。由于采用了微帶線饋電，天線易于集成和小型化。

一種分齒蝶形超寬帶天線的設計與研究
為改善天線寬帶性能，目前基于基本蝶形發展出了多種衍生結構。如雙蝶形結構、電容加載的條帶狀結構等。相對于基本蝶形天線，分齒結構會使天線輸入VSWR在中間頻段產生抖動，且抖動頻段直接與分齒位置相關。本文針對300～480 MHz的頻率范圍，進一步優化設計并制作了一款分齒蝶形天線，實測顯示該天線在294～488 MHz駐波比小于2，其-10 dB帶寬194 MHz，相對帶寬達49．6％。

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