3.4/5.5GHz双阻带特性的超宽带天线设计
本内容设计了一款紧凑的印刷单极天线,它可以同时克服WLAN和WiMAX频段的干扰。通过调节辐射贴片上双矩形槽的尺寸,可以方便地获得双阻带特性。同时,天线具有良好的阻抗匹配特性,可以同时覆盖2.4~2.5 GHz和超宽带频段。由于采用了微带线馈电,天线易于集成和小型化。利用Ansoft-HFSS对天线进行仿真,并详细分析了天线尺寸参数对天线性能的影响。
天线设计与结构 天线结构如图1(a)所示,尺寸为37 mm&TImes;42 mm&TImes;1.5mm。
圆盘的半径为R=10 mm。为了引入双阻带,在圆盘辐射单元上蚀刻了双同心矩形槽,矩形槽的宽度T都是0.5 mm,如图1(b)所示。矩形槽的长度在很大程度上决定了阻带的中心频率。外槽的尺寸为L1,L2和W1,内槽的尺寸为LL1,LL2和W2。在内矩形槽的两臂上有两个对称枝节,其长度为Wg。同时,为了扩展阻带带宽,内矩形槽延伸到了外矩形槽两臂的间隙之间。 微带馈线宽度为2.6 mm,特性阻抗50 Ω。微带线与其他器件采用SMA连接器进行连结。采用缺陷地板结构(DGS)可以很好地实现阻抗匹配以覆盖2.4 GHz和UWB频段,辐射贴片单元与地板的间隙为0.3 mm。 利用商业仿真软件Ansoft—HFSS对天线进行了仿真优化。优化后的天线尺寸为L1=15 mm,L2=2 mm,W1=3.5mm,LL1=8 mm,LL2=3 mm,W=2.6 mm,Wg=1.4 mm。天线设计在1.5 mm厚的FR4介质板上,相对介电常数为4.4。图2是设计天线的实物图,如图3所示,电压驻波比(VSWR)的测量值与仿真值吻合良好。
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