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新型带扇形馈源的宽带缝隙天线.doc

发布:2017-05-25约4.42千字共7页下载文档
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- 90 - Ansoft2004年用户通讯 新型带扇形馈源的宽带缝隙天线 姚凤薇 钟顺时 (上海大学 通信与信息工程学院,jojoyao@163.com,上海200072) 摘要:本文介绍了一种新型的采用扇形微带馈源的宽带缝隙天线,给出了反射损失曲线和辐射方向图。本天 线采用稍高的相对介电常数(ε = 4.3)和薄基片(h=1.1mm),获得了约106%的阻抗带宽(S 11≤-10dB),频率范围 r 是 1.65GHz—5.38GHz。采用电磁仿真软件Ansoft HFSS 8.0TM对几个天线尺寸的影响进行了仿真与讨论,并与文 献[6]的结果相比较,验证了本设计的有效性,同时也证明了本结果的可靠性。 关键词:缝隙天线 微带 宽频带 Anew broadband slot antenna with a fan-shaped microstrip feed Feng-weiYao Shun-Shi Zhong (Shool of Communication and Information Engineering , Shanghai University, jojoyao@163.com,Shanghai 200072 ,China) ABSTRACT: A new broadband slot antenna with a fan-shaped microstrip feed is presented with its return loss curve and radiation patterns. Alightly higher relative permittivity(ε = 4.3) and thin substrate(h=1.1mm) are adopted ,then its r impedance bandwidth reaches approximately106%(S11≤-10dB), covering 1.65GHz-5.38GHz. By using Ansoft HFSS , some studies of key parameters are presented and discussed. Comparison with the results of Ref.[6] confirms the validity of this design. Key words: slot antenna ;microstrip ; wideband ; 1、 引言 通信系统的迅猛发展带来了天线行业的勃勃生机,在众多的天线类型中宽带微带天线已成为当前研究的前沿之一,很具有研究 前景与实用意义。本文提出了一种新型带扇形微带馈源的宽带缝隙天线,我们相信这种宽带天线必可在雷达、PCS、IMT-2000、ISM、 移动及宽带通信等系统中找到用武之地。 缝隙天线以其平面结构且易与载体共形,馈电网络与天线结构一起集成等优点,自从上世纪40年代起就受到广泛的关注[1],一 些电磁场教科书中提及了典型的矩形缝隙天线的结构[2]。但是由于其自身结构的限制,缝隙天线总是存在带宽较窄的问题,这也一直 制约着它的适用范围。近年来,通过研究者的不断努力,各种不同形式的宽频带缝隙天线逐渐呈现在人们的眼前,如具有 21%带宽的 偶极子形缝隙天线[3]、40%带宽的共面波导馈电微带缝隙天线[4]、60%带宽的微带线馈电缝隙天线[5]等。最近,Y.W.Jang发明了一种具有 %带宽的交叉十字馈线的缝隙天线(1.765-4.921GHz)[6] 。 本文介绍一种新型带扇形馈源的宽带缝隙天线,制作简单、便于集成。特别是,它比现有的缝隙天线[3-8]具有更宽的带宽和更小 的体积。下面给出其分析与数值结果。 2、 天线结构与分析软件 本文设计的是带扇形馈源的宽带缝隙天线,天线结构如图1所示,主要包括矩形槽、嵌入槽中的三角贴片、带枝节的扇形馈源, 图中ls表示槽的长度,ws表示槽的宽度,lp和hp分别表示三角形贴片的底边边长和高。ld和wd分别是水平枝节的长度和宽度,r 是扇形的半径,d 代表水平枝节中心到扇形圆心的距离。天线内部均匀填充相对介电常数 = 4.3 ε 的介质材料,厚h=1.1mm。馈线 r 输入阻抗为50Ω,由Serendde8.7软件计算得wf=2.14mm。天线的尺寸如下::ls=32mm,ws=50mm , lp=7mm,hp=5mm ,ld=18.5mm, r=9.53mm ,d==1.41mm,α =1000。其中扇形半径r、张角α 、水平枝节长度ld及d对天线的阻抗带宽影响较大。 Partners In Design Ansoft2004年用户通讯 -91- ls α hp r 地 ws w d d 面 ld h
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