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具有多个阻带的超宽带平面单极子天线设计

王兴政  
【摘要】: 近年来,无线通信技术的发展十分迅猛。作为通信系统的一个关键部件,天线正面临着越来越多的新挑战。UWB通信系统由于其高传输速率、高容量、低功耗等特性而得到快速发展。然而,一些其它的通信系统,如无线局域网(WLAN)的工作带宽却和UWB频段冲突,都会对UWB系统产生电磁干绕。因此人们希望设计出在这些频段带有阻带特性的超宽带天线来抑制这些干扰。本文主要研究具有多个阻带的超宽带平面单极子天线。 为了抑制超宽带通信系统和现有5.2/5.8GHz的WLAN及3.5GHz的WiMAX通信系统之间的干扰,论文提出了一种具有双阻带的超宽带单极子天线。该天线由共面波导馈电,辐射片为圆形,地板包围整个发射单元。通过在圆形贴片上使用开口谐振环和在共面波导线引入调谐短截线,得到两个阻带,覆盖的频带范围分别为3.25-3.75GHz和5.1-5.75GHz。天线的体积仅为32mm×40mm×1.5 mm,并能提供比较理想的H面全向方向图。使用HFSS软件对影响天线性能的参数进行了分析和优化,仿真和实验结果表明,该天线可以满足超宽带系统的要求。 本文还研究了具有三个或多个阻带的天线,设计了一种具有三个阻带的超宽带平面单极子天线。通过在天线地板背面设计U型金属片,在发射单元蚀刻六棱形槽线和在共面波导线上蚀刻U型槽线,得到了三个阻带。文中讨论了一些关键参数对天线阻带的影响。制作了天线模型,并进行了实验测试,仿真和实验结果吻合较好。 最后,讨论了两种天线的不足之处以及今后的研究方向。


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