资源说明:针对目前超宽频天线进一步展宽频带宽度较难的问题,文中采用两种技术来扩展天线的频带:(1)采用一种新型的微带馈线叫有损微带结构(DMS),该平面结构通过对微带馈线的变形来降低低频段的频率;(2)在地板上靠近辐射板的馈源端处采用平滑的斜角处理,能较好地扩展高频段的可用频率。通过以上两种技术的结合使用,有效地扩展了UWB的带宽。并对辐射贴片开L型槽来实现陷波功能。
本文探讨了一种基于DMS(有损微带结构)技术的UWB(超宽带)平面单极子天线设计,旨在解决当前超宽带天线拓宽频带宽度的难题。设计中,作者采取了两种技术来扩展天线的频带覆盖范围。
采用DMS技术对微带馈线进行变形,这种平面结构可以降低低频段的频率,从而有效地增加天线的低频响应。DMS技术在以往的UWB天线设计中已有应用,但在这里,它不仅用作馈线的调谐技术,更是作为辐射贴片的一部分,起到缝隙辐射的作用,帮助天线在更低的频率下达到谐振,增加了天线的电长度。
为了扩展高频段的可用频率,设计者在地板上靠近辐射板馈源端采用了平滑的斜角处理。这一处理方式可以改善天线在较宽频带范围内的阻抗匹配,实现VSWR(电压驻波比)小于2,确保高频段的辐射性能。
此外,为了实现陷波功能,即在特定频率下抑制不必要的信号,设计者在辐射贴片上开L型槽。L型槽的长度约为所需抑制频率对应波长的八分之一,导致在该频率附近阻抗失配,从而增加驻波比,形成陷波。L型槽的尺寸可以通过公式计算并进行仿真优化。
在仿真和优化过程中,使用了HFSS11软件。结果显示,低频段的辐射特性主要取决于DMS结构,而在高频段,平滑斜角处理发挥了关键作用。天线的VSWR曲线和S11参数图显示,除4.9至5.0 GHz范围外,整个2.0至12.0 GHz频段的性能良好,符合超宽带的要求。天线的辐射方向图近似全向椭圆,增益在不同频点表现出相应的变化。
这种基于DMS技术和斜角处理的UWB平面单极子天线设计成功地拓宽了天线的带宽,特别是在低频和高频两端,且加载的L型槽实现了陷波功能。由于其简单的设计、宽频带覆盖以及较高的增益,这种天线具有广泛的应用潜力,尤其适用于无线通信系统。
本源码包内暂不包含可直接显示的源代码文件,请下载源码包。