挑戰尺寸極限 研究將UWB天線縮小2.5倍

　　緊湊天線通常采用被發射信號波長的1/4，但是，Virgina Tech大學的工程師們宣稱，把UWB天線的尺寸縮短了2.5倍。

　　緊湊的UWB天線(CUA)具有彎曲的多單元形狀，它扭曲在一個球形內部，球的直徑僅僅為被發射信號波長的1/10。

　　“我們需要了解如果構建一種接近尺寸極限的UWB天線，而CUA發明已經通過完全利用特殊大小的直徑實現了這一點，”Virginia Tech大學的工程教授Warren Stutzman表示。

　　CUA的形狀似乎沿著一個天線單元而延伸，看起來比直徑要更長，然后，扭曲在天線屏蔽器或保護罩的內部。

圖：Virginia Tech大學的緊湊超寬帶天線完全利用在它的保護罩內的尺寸。

　　根據Yang的透露，天線實現了幾乎最優化的UWB性能，以低能耗在短距離內實現了像視頻信號這樣的高帶寬數據的傳輸。此外，還有其它的10:1帶寬的天線，如螺旋和對數周期設計，但是，Yang宣稱，那些天線在雷達應用中不管用，而CUA在脈沖雷達系統中將管用。

　　對于CUA來說，關鍵是它如何利用球形尺寸吸取理論上最大量的信號能量。

　　與傳統的調幅、調頻或類似的調制方案不同，UWB通過跨越大的帶寬在特定的時間上產生射頻能量而采用脈沖發射方式來編碼信息。該技術被稱為脈沖定位或時間調制。

　　CUA利用的根本理論在于，UWB天線通過采用圍繞一個金屬中心核而卷繞的臂來維持與臂之間相對不變的距離。在低成本的應用中，該設計可以被蝕刻在天線罩的內部，或可能由曲線或曲管構建。

　　“該天線具有10:1的瞬間帶寬，”Yang說道，“它可以被用于頻域、多帶寬、多信道應用以及時域或脈沖應用。”

　　典型的10:1帶寬的天線設計，如螺旋天線，在純粹的雷達應用中將不管用，Yang表示，因為在它們的整個頻帶內它們不能維持甚至群速度。然而，CUA通過更好地利用天線罩內的整個三維空間，而不僅僅是一個平面的區域—而克服了群速度的局限性。