小型化超宽带天线的设计与研究

【摘要】：UWB（ultra-wideband）即超宽带通信技术是一种新型的无线通信技术，其通过对纳秒级的冲击脉冲进行直接调制，所以信号具有GHz量级的带宽。超宽带天线是超宽带通信系统的一个关键部件，其是实现导行波与自由空间波之间相互转换的器件，它分为发射天线或接收天线，分别实现辐射或接收无线电波。超宽带天线的应用空间相当广泛，它可用于环境及资源的探测、雷达、卫星通信等。 本文从超宽带天线入手，研究的内容首先是超宽带天线的发展现状，包括超宽带天线的基本理论、分析方法及技术要求，然后从一款平面单极微带天线入手，运用剖槽、加载缝隙等方法，实现对这款平面单极微带天线的带宽拓展，接着运用切去辐射贴片电流不密集的地方实现天线的小型化，最后运用在辐射贴片和馈电微带线上开U型槽的方法及实现超宽带天线的双陷波特性。运用HFSS进行仿真计算，得出天线的各项性能参数，验证该款天线覆盖3.1GHz~10.6GHz的频带范围，满足超宽带天线的设计要求。并对部分天线进行了样品加工与测试，验证天线仿真结果的准确性。论文的最后讨论了天线设计的不足和今后的改进方向。