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一种新型宽带微带缝隙天线的设计

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宽带圆极化微带天线分析与设计

宽带圆极化微带天线分析与设计

宽带圆极化微带天线分析与设计一、本文概述本文旨在深入探讨宽带圆极化微带天线的分析与设计。

随着无线通信技术的飞速发展，天线作为无线通信系统的关键组成部分，其性能直接影响到整个系统的传输质量和效率。

宽带圆极化微带天线作为一种重要的天线类型，具有宽频带、圆极化、低剖面、易集成等优点，因此在卫星通信、移动通信、雷达系统等领域具有广泛的应用前景。

本文将首先介绍宽带圆极化微带天线的基本原理和特性，包括其辐射机制、极化特性、带宽特性等。

随后，将详细分析宽带圆极化微带天线的设计方法，包括天线尺寸的选择、馈电方式的设计、介质基板的选取等。

在此基础上，将探讨影响天线性能的关键因素，如阻抗匹配、交叉极化、增益等，并提出相应的优化策略。

本文还将通过具体的案例分析，展示宽带圆极化微带天线在实际应用中的性能表现。

通过对比分析不同设计方案下的天线性能，为工程师和研究者在实际应用中提供有益的参考。

本文将总结宽带圆极化微带天线的设计与优化策略，并展望其未来的发展趋势和应用前景。

通过本文的研究，旨在为宽带圆极化微带天线的分析与设计提供理论支持和实践指导。

二、圆极化微带天线的基本原理圆极化微带天线是一种能够在空间中产生圆形极化波的天线，它具有独特的电磁辐射特性，广泛应用于无线通信、雷达探测和卫星通信等领域。

了解圆极化微带天线的基本原理对于其分析与设计至关重要。

圆极化波是一种电磁波，其电场矢量在空间中随时间旋转，形成一个圆形的轨迹。

圆极化微带天线通过特定的设计和构造，能够在其辐射区域内产生这样的圆形极化波。

这种波形的特性在于，无论接收天线的极化方式如何，圆极化波都能在一定程度上被接收，因此具有更好的抗干扰能力和更广泛的适用性。

圆极化微带天线的基本原理主要基于电磁场理论和天线辐射原理。

它通过在微带天线的辐射贴片上引入特定的相位差，使得天线的两个正交分量产生90度的相位差，从而形成圆极化波。

这种相位差可以通过在辐射贴片上刻蚀特定的槽口或引入附加的相位延迟线来实现。

一种小型宽频带缝隙天线的设计

一种小型宽频带缝隙天线的设计

一种小型宽频带缝隙天线的设计作者：王代华韩峰来源：《现代电子技术》2019年第03期关键词：缝隙天线; 宽频带; Ansoft HFSS; 模型仿真; 结构优化; 无线通信中图分类号： TN822+.8⁃34 ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文献标识码： A ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文章编号：1004⁃373X（2019）03⁃0031⁃04Abstract： A novel compact minitype broadband microstrip antenna working in 10 GHz broadband is designed， which takes FR4 with the size of 24 mm×23 mm×1.6 mm as its substrate. A slot composed of regular hexagon and symmetrical cross type patches is designed in the center location of substrate ground plane to enlarge the working bandwidth. The microstrip line is located in the opposite side of the substrate. The electromagnetic simulation software Ansoft HFSS is used to perform the model simulation and structure optimization for the antenna. The antenna was processed and tested. The results show that the working bandwidth of the antenna covers the range of 3.6～13.6 GHz， the impedance bandwidth can reach up to 116%， and the antenna has perfect radiation characteristic in the frequency band. The reflection loss curves and radiation pattern are given. The test results are basically the same with simulation results. The design provides a certain reference for the study on broadband wireless communication.Keywords： slot antenna; broadband; Ansoft HFSS; model simulation; structure optimization; wireless communication小型縫隙天线在雷达、遥测与移动通信等领域扮演着重要角色。

实验8-微带缝隙天线设计

实验8-微带缝隙天线设计

实验八：9.2微带缝隙天线设计
（自我认为仿真的最好的一个）
一、设计要求
设计一个微带缝隙天线，工作频率为3.75 GHz，采用内部端口馈电，开放边界条件(即基板处于空气中)。

基板的介电常数为2.33，厚度为30 mil，金属导带厚度为0.7 mil.
要求:建立天线的电磁结构模型，设计匹配网络使天线取得最大辐射功率。

对天线进行电磁仿真分析，观察电流及电场的分布情况。

记录微带天线的模型图、匹配电路图，以及名项电磁分析结果。

二、实验仪器
硬件：PC
软件：AWR软件
三、设计步骤
1、绘制缝隙天线
2、添加匹配结构
3、查看网格剖分
4、查看电流、电场分布
四、数据记录及分析
设置mil单位需要把Metric units去掉勾选！
1、绘制缝隙天线
测量天线反射特性：
在圆图中，S11参数距圆图中心很远，在矩形图中S11参数不到-10db，说明反射特性很差，还需要对天线进行匹配，使其能有最大辐射功率。

2、添加匹配结构
然后进行匹配调节：
这部分我觉得是这个实验我做的最后的一个部分！
进行匹配后，圆图S11在3.75Ghz时，非常接近圆心，x=-1.354×10^-5；在矩形图频率为3.75Ghz时，S11参数为-88.44dB。

3、查看网格剖分
4、查看电流、电场分布电流分布：
电场分布：。

新式凹槽形缝隙超宽带微带天线的设计

新式凹槽形缝隙超宽带微带天线的设计
缝隙与基板前侧的距离
凹槽形的半圆边长
微带线的长度
式中:ｆ 为凹槽形缝隙天线的谐振频率ꎬｃ 为真空中
微带线的宽度
光速ꎬε ｒ 为介质基板的相对介电常数ꎬＬ 为缝隙的边
微带线与基板左侧的距离
长ꎮ 此外ꎬ微带馈电线的阻抗对于天线阻抗匹配也
缝隙的横向尺寸
有一定的的影响ꎬ一般为 ５０ Ω 最合适ꎬ其尺寸计算
公式如下所示:
Ｌ２
４３
ｄ２
Ｌ１
ｄ３
５.４
１５
３２
２ 参数分析
２.１ 凹槽形缝隙边长 Ｌ ０ 对阻抗带宽的影响
分别选取 Ｌ ０ ＝ ４２ ｍｍꎬＬ ０ ＝ ４３ ｍｍ 以及 Ｌ ０ ＝ ４４
ｍｍ 这三种不同情况对天线进行仿真分析ꎮ 由图 ２
可以得到ꎬ随着 Ｌ ０ 的增大ꎬ天线的谐振频率几乎不
５９８
第 ４４ 卷
Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ａ ｎｅｗ ｔｙｐｅ ｏｆ ｇｒｏｏｖｅ￣ｓｈａｐｅｄ ｓｌｏｔ ｕｌｔｒａ￣ｗｉｄｅｂａｎｄ ( ＵＷＢ) ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ ａｎｔｅｎｎａ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｎａｒｒｏｗ
ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ｏｆ ｎａｒｒｏｗ￣ｂａｎｄ ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ ｓｌｏｔ ａｎｔｅｎｎａ. Ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ ｌｉｎｅ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｅｘｃｉｔｅ ｔｈｅ ｇｒｏｏｖｅ￣ｓｈａｐｅｄ ｓｌｉｔ ｍｅｔｈｏｄ
调整的尺寸参数更多ꎬ故更容易实现阻抗匹配ꎮ
该天线的最低谐振频率可以通过改变凹槽形缝
隙的尺寸大小来调整ꎮ 凹槽形缝隙天线的最低谐振
频率可以通过下面的多边形缝隙天线公式得到:
ｆ＝
ｃ
Ｌ εｒ
(１)
优化目标得到ꎬ具体的天线尺寸参数在表 １ 中给出ꎮ

一种小型化双频微带缝隙天线的设计

一种小型化双频微带缝隙天线的设计
ｒ ■ｑ — ｌ 】
ｎｅ，Ｉ ＥＥＥ Ｔｒ ａ ｎｓ．Ａ ｎ ｔ ｅ ｎ ｎａ Ｐｒ ｏｐ ａ ｇ． ，ｖｏ １ ．５１， ｎ ｏ．８， Ｐ Ｐ： １
图 ６缝隙宽度影响 曲线 ２ ． ４ ｓ ｔ ｕ ｂ的 角度 ｔ ｈ ｅ ｔ ａ
本 文 中 的微 带 线 是 按 照 ５ ０ Ｑ的传 输 线 设 计 ， 经 理 论 计 算 其
谢拥军， 刘 莹等． Ｈ Ｆ Ｓ Ｓ原理与工程 应用 【 Ｉ ． 科 学出版社，
２０ ０９
刘学观， 郭辉萍 ． 微波技术与天线． 第 ２版 【 Ｍ】 ． 西安 电子科
技 大学 出版 社 ， ２ ０ ０ ７ 黄 玉兰 ， ＡＤ Ｓ 射 频 电路 设 计基 础 与 典 型应 用 ［ Ｍ】 ． 人 民邮 电 出版 社 ， ２ ０ １ ０
信息通信
ｏ
孵 器
钱少伟 ： 一种 小型化双频微带缝隙天线的设计
∞ 赫
最终得 到所设计 的 ＷＬ ＡＮ 天线的主要尺寸参数如 下表
所示 。
参数 Ｗ Ｓ ｌ ８ ｘ ｐ ｌ ｓ ｔ ｒ ｉ ｐ 数值 ３ ５ ａｍ ｒ ２ ４ ａｍ ｒ ７ ｍ ｍ ８ ． ３ ａｍ ｒ １ ． ７ ｍ ｍ １ ２ ． ５ ｍ ｍ ６ ｍ ｍ
天线完全可 以工作在 ２ ． ４ Ｇ Ｈｚ 和５ ． ２ ＧＨ ｚ ，可 以应用于无线局
域网８ ０ ２ ． １ ｌ ｂ （ ２ ． ４ —２ ． ４ ８ Ｇ Ｈｚ ） 和８ ０ ２ ． １ ｌ ａ （ ５ ． １ ５ ０ —５ ． ３ ５ ０ ＧＨ ｚ ） 的
系统中。另外， 该天线体积较小 ， 并且制作简单 ， 适合应用在 笔 记本计算机 、 无线路 由器等移动终端上 ， 所 以有较 好的实用
Ｓ Ｓ 发生 ０ ． １ ｍｍ级别的改变时高频 频点会产 生百 ２ ０ ０ ＭＨｚ 以上 的移动。如图 ６所示 ，Ｓ Ｓ 越 大低 频的频点包括匹配 程度 都没 有发生明显的变化 ， 而高频点却发 生剧 烈的变化 。Ｓ Ｓ每增加 ０ ． １ ｍｍ 高频 点右移大概 ２ ０ ０ ＭＨ ｚ ， 且匹配程度逐渐变差 。

一款新型宽频带缝隙微带天线设计

一款新型宽频带缝隙微带天线设计
第 27 卷第 3 期 ２0 1 9 年 6 月
文章编号：员园园缘原员圆圆愿（圆园19）园3原园园18原03
吴电家菊等脑：交互与式电子信技术手息息册的技技术发术术展与应用研究 悦燥皂责怎贼藻则 葬灶凿 陨灶枣燥则皂葬贼蚤燥灶 栽藻糟澡灶燥造燥早赠
一款新型宽频带缝隙微带天线设计
程云鹏，单志勇
（东华大学，上海市，201620）
Design of Broadband Slit Microstrip Antenna
CHENG Yun-peng, SHAN Zhi-yong
(Donghua University, Shanghai 201620,China) Abstract：A novel ultra wide band patch antenna was conceived and designed, which consists of a circular radiation patch and an improved rectangular connecting floor. The small size of the antenna is achieved by using the open slot technology to increase current path, and the symmetric double T-shaped patch is loaded to form a gap radiation unit to increase the antenna bandwidth. Based on the simulation of the performance of the antenna by HFSS, the results show that the -10 dB impedance bandwidth of the antenna is 1.9-10GHz, and the maximum gain of the antenna is 10.1dB, which has good performance. It can be widely used in Bluetooth, WiMAX/WLAN systems, microwave communication systems and other working modes. Key words: microstrip antenna; broadband; gap slot; wireless communication

小型宽带开口缝隙天线设计

小型宽带开口缝隙天线设计

１ 天 线 尺 寸设 计
图１ 出 了该 天线 的具 体结 构 尺寸 。该 天 线 给 被制 作在 厚度 为０８ｍｍ、介 电常数 为４４ Ｒ 介 ． ＿的Ｆ ４ 质 板上 ，介质 板 的尺 寸为２ ７ ｍｍｘ ０ｍｍ。设 计 时 ３
可将开 口缝 隙开 在地 板上 ，该缝 隙 的位 置应 使 得 整 个地 板呈非 对 称性 。微 带馈线 则位 于介 质 板 的
小型宽带开 口缝 隙天线设计
任 凌 云 ．黄 河
（ 电子科技 大学 电子 工程 学院 ，四川 成都 摘 ６ １３ ） １７ １
要 ：给 出 了一 个开 口缝 隙天 线 的设计 方 法 ，该 天线 具有 小型化 、宽频 带、价 格低廉 等优
点 ，天 线的工作 频段 为２８ ～ ． Ｈ ，回波损耗 小于一 ０ Ｂ，可用 于手机 的无 线通讯等 领域 。 ．９ ６７ ４Ｇ ｚ ｌｄ
Ｏ
表 １ Ｌ： 变 时 不 同 地 板大 小 对 应 的 频 带 宽度 ２ ： Ｖ
：
园
．
兽－ １ ｏ
拦 辎 ．５ １ 燃 回
．
Ｚ
３
４
ｂ
Ｉ
频率（ Ｈｚ Ｇ ）
２ ｏ
图３ 天 线 增 益 曲 线
．
２ ５
法 。该 天线将 地 板位 于介 质板 的一 面 ，微带 馈 线
收稿 日期 ：０ ０ ０ 一 ０ ２ １— ｌ２
度Ｗ为 其 主要 参 数 。其 中缝 隙 长度 Ｌ 定 频 段 较 决 低 的谐 振模 式 ．而较 高频 段 的谐振 模式 则 由缝 隙 宽度Ｗ激励 产 生 。这样 ，通 过 适 当选择 开 口缝 隙
的尺寸 ，即缝 隙的长 度和 宽度 ，就 可 以将 两种模

一种宽带圆形缝隙天线的设计

一种宽带圆形缝隙天线的设计

第6卷第6期空军工程大学学报(自然科学版)V o.l6N o.6 2005年12月J OURNAL OF AI R FORCE ENG I NEER I NG UN I VERSITY(NATURAL SC I ENCE ED I TI ON)D ec.2005 *一种宽带圆形缝隙天线的设计高向军,王光明,张晨新(空军工程大学导弹学院,陕西三原713800)摘要:在传统结构微带缝隙天线的基础上,设计了一种采用叉状馈电结构的宽带微带圆形缝隙天线。

通过调整馈电结构中主、侧臂的尺寸可以获得较好的匹配。

经过仿真和实验测试,该结构的宽缝天线工作于2GH z时,匹配带宽达到了32.5%(VS W R<1.5)。

关键词:微带;宽缝;叉状馈电;圆缝中图分类号:TN82文献标识码:A文章编号:1009-3516(2005)06-0028-03从微带天线的概念提出以来,对微带的理论研究一直是人们研究的热点,其工程应用非常广泛。

由于它剖面薄,重量轻,可与载体共形,易与有源器件集成等优点,已经被应用于卫星通信[1]、导航等领域。

今天,微带天线的形式已多种多样,微带缝隙天线以其独特的性能(馈电网络和辐射单元相对分离,从而把馈线对天线辐射方向图的影响降到最小)得到了广泛的应用。

微带缝隙天线具有对加工精度要求低,可用标准的光刻技术在敷铜电路板上进行生产等优点,尤其是微带宽缝天线更是有效地拓宽了频带[2,3]。

目前缝隙天线已被广泛地应用于航空航天飞行器、卫星直播电视等高频阵列天线中。

本文提出了一种采用叉状馈电结构的圆形宽缝天线,在改变馈点位置及叉状馈电结构中主、侧臂尺寸的情况下,可以获得良好匹配。

通过仿真及实验测试,这种结构的宽缝天线,工作于2GH z时,频带达到了32.5%(VS WR<1.5)。

1天线结构常见的圆形缝隙天线的结构如图1(a)所示。

它是在基片的地面开一圆缝,在基片的另一面利用508开路微带线馈电。

微带天线的设计和阻抗匹配

微带天线的设计和阻抗匹配

微带天线的设计和阻抗匹配微带天线是一种广泛应用于无线通信领域的新型天线。

它具有体积小、重量轻、易于集成等优点，因此特别适合于现代通信系统的应用。

本文将详细介绍微带天线的原理、设计思路、阻抗匹配方法以及实验验证等方面的内容。

微带天线是在介质基板上制作的一种天线。

它主要由辐射元和传输线组成，通过在介质基板上印制金属导带，形成辐射元和传输线，利用电磁波的辐射和传播特性实现天线的功能。

由于辐射元和传输线都印制在介质基板上，因此微带天线具有体积小、重量轻、易于集成等优点。

选择合适的介质基板，根据需要选择介电常数、厚度、稳定性等参数；在介质基板上印制金属导带，形成辐射元和传输线；根据设计要求，对金属导带进行形状和尺寸的调整；为提高天线的性能，需要进行阻抗匹配等调试；选取合适的材料：根据应用场景和设计要求，选择合适的介质基板和金属材料；设计形状和尺寸：根据天线设计的原理，设计合适的辐射元和传输线形状，以及其尺寸大小；考虑天线的抗干扰能力：为提高天线的性能，需要采取措施提高天线的抗干扰能力，如设置保护区、采用滤波器等。

微带天线的阻抗匹配是实现天线高效辐射的关键环节。

通常情况下，微带天线的阻抗不是纯电阻，而是具有一定的电抗分量。

为了使天线与馈线之间实现良好的阻抗匹配，通常采用以下方法：改变馈线的特性阻抗：通过调整馈线的几何形状、材料等参数，改变馈线的特性阻抗，使其与天线的阻抗相匹配；添加电阻、电容等元件：在馈线与天线之间添加适当的电阻、电容等元件，以调整天线的阻抗，实现阻抗匹配；采用分步匹配：通过在馈线与天线之间设置适当的阶梯状阻抗，逐渐接近天线的阻抗，从而实现良好的阻抗匹配。

为了验证微带天线的性能和阻抗匹配的效果，通常需要进行实验测试。

实验测试主要包括以下步骤：搭建测试平台：根据需要搭建测试平台，包括信号源、功率放大器、接收机等；连接测试平台：将微带天线与测试平台连接，确保稳定的信号传输；调整阻抗匹配：根据实验结果，对天线的阻抗匹配进行微调，以获得最佳的性能；进行测试：在不同的频率、距离等条件下进行测试，收集数据并进行分析；结果分析与讨论：根据实验数据进行分析和讨论，评估微带天线的性能和阻抗匹配的效果。

一种小型化超宽带单极子缝隙天线的设计

一种小型化超宽带单极子缝隙天线的设计

一种小型化超宽带单极子缝隙天线的设计
刘路路;丁宇星
【期刊名称】《工业控制计算机》
【年(卷),期】2024(37)5
【摘要】为了满足现代无线通信系统对小型超宽带天线的需求,提出了一种小型的超宽带单极子缝隙天线,天线印刷在0.4 mm厚的FR4介质基板上,尺寸为25.5×24 mm2。

该天线的辐射单元为矩形辐射贴片,馈电线两侧有两个对称的C形寄生贴片,地面开有四个矩形凹槽和一个Φ形凹槽,辐射贴片与地面通过同轴馈线连接。

利用HFSS2022软件对天线进行仿真优化,天线带宽为3~10.8 GHz,具有良好的带宽特性。

【总页数】3页(P142-143)
【作者】刘路路;丁宇星
【作者单位】青岛工程职业学院信息工程学院;歌尔科技有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TN8
【相关文献】
1.一种改进的小型化超宽带平面倒锥缝隙天线
2.一种小型化超宽带共面波导馈电蘑菇形单极子天线
3.一种小型化双向辐射超宽带缝隙天线的设计
4.一种小型化超宽带单极子短波天线设计
5.一种小型化双陷波超宽带MIMO缝隙天线设计
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10.00 3.96 6.88
w3/mm — 2.00 0.80 0.50
fL/GHz 6.26 6.75 4.90 5.96
fH/GHz 7.78 7.29 9.65 8.33
带宽/GHz 1.53 0.54 4.75 2.37
可见，在共面波导特性阻抗始终保持100 Ω的前 提下，通过改变分支特性阻抗和两分支间距以及主 臂长度可以较明显地得到最佳匹配。当然，改变缝 隙宽度w同样对匹配有一定的影响，但经过计算发现 这样的影响不是很大，所以令其固定不变，与缝隙 长度一致。
0
仿真
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330
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实测
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增益/d B
−10
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图5 H面方向图(f1=6.50 GHz)
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仿真
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实测
增益/d B
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图6 E面方向图(f0=7.00 GHz)
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仿真
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实测
−5
增益/d B
比较实验结果和仿真结果可以看出，采用叉状
分支共面波导馈电使矩形缝隙天线频带大大展宽，
在 中 心 频 率 为 7.00 GHz 时 ， 带 宽 达 到 了 67.60% (VSWR<2)。在方向图实验结果中，E面和H面因为 均出现了不同程度的花瓣。出现这种情况是因为：
(1) 宽缝天线缝内场分布不均匀；(2) 介质基片尺寸 有限存在边沿绕射场的影响；(3) 实验测试过程中周 围环境的影响。随着测试频率的升高，交叉极化也
宽度以满足要求。 天线 1：主臂宽度w1=3.00 mm，槽线宽度w3=
2.00 mm，共面波导特性阻抗为100 Ω，匹配带宽仅 有7.70%(VSWR<2)。
天线 2：主臂宽度w1=1.20 mm，槽线宽度w3= 0.80 mm，共面波导特性阻抗为100 Ω，匹配带宽达 到67.90%(VSWR<2)。
天 线 3 ： 主 臂 宽 度 w1=0.40 mm ， 槽 线 宽 度 w3=0.50 mm，共面波导特性阻抗为100 Ω，匹配带宽 有33.90%(VSWR<2)。
各个参数具体的变化和仿真计算结果见图2和 表1所示。
2.0
在此基础上，改进馈电结构，采用共面波导馈
电，固定缝隙尺寸w×l=(19.60 mm×19.60 mm)。由于
第 36 卷 第 5 期 2007 年 10 月
电子科技大学学报 Journal of University of Electronic Science and Technology of China
Vol.36 No.5 Oct. 2007
一种新型宽带微带缝隙天线的设计
高向军，王光明，朱 莉，梁建刚
槽线宽度和微带线宽度决定了共面波导的特性阻
电压驻波比
抗，因此取槽线宽度初始值为2.00 mm，微带线宽度
1.5
为3.00 mm，这样使共面波导特性阻抗z0同样为 100 Ω。这样相对于参考天线而言就增加了主臂宽度 w1，两分支间距w2，槽线宽度w3以及分支长度l2四个 可变参数。在仿真优化过程中可以通过调整分支的 特性阻抗来获得最佳匹配，但这样势必会改变共面 波导的特性阻抗，因此为了始终保证共面波导的特
关 键 词 共面波导; 微带; 缝隙天线; 宽缝
中图分类号 TN015
文献标识码 A
A New Method to Design a Wide Band Microstrip Slot Antenna
GAO Xiang-jun，WANG Guang-ming，ZHU Li，LIANG Jian-gang
(Missile Institute, Air Force Engineering University Sanyuan Shaanxi 713800)
Abstract Based on the conventional construction of microstrip slot antenna, a new wide band rectangle microstrip slot antenna is designed, which is fed by coplanar waveguide (CPW) with fork-like microstrip lines. The impedance of CPW line is 100 Ω. The antenna is matched better through adjusting the dimensions of chief-arm and side-arms and the width of slot lines in feeding net. The results of simulation and test show that 67.60% bandwidth (VSWR<2) can be obtained at the center frequency of 7.00 GHz.
884
电子科技大学学报
第 36 卷
选择介质基片大小，可以获得较好的远场方向图。 性阻抗为100 Ω，可以综合调整槽线宽度和微带馈线
2 结果分析
2.1 仿真结果分析 基于HFSS三维场仿真软件，分别对参考矩形缝
隙天线和叉形共面波导馈电的矩形宽缝天线进行了 仿真计算。两种天线采用相同介质基片(εr =2.65， h=1.50 mm)。参考矩形缝隙天线结构简单，可变参 数有缝隙尺寸，馈线的特性阻抗z0以及馈线终端与 缝隙中心的相对位置。本文利用100 Ω开路微带线馈 电，经过多次优化计算，缝隙尺寸w×l=(14.20 mm× 14.20 mm)，馈线终端偏离缝隙中心1.50 mm，最佳 匹配带宽在工作于7.00 GHz时达到21.80%(VSWR <2)。
−10
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图7 H面方向图(f0=7.00 GHz)
增益/dB
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图8
0 −5
E面方向图( f2=7.50 GHz)
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图9 H面方向图(f2=7.50 GHz)
1.0 4
天线 1 天线 2 天线 3 参考天线
6
8
10
频率/GHz
图2 四种天线的驻波比比较
表1 四种天线的尺寸及频带比较
参考天线 天线1 天Байду номын сангаас2 天线3
l1/mm — 8.80 4.62 2.35
l2/mm — 5.00 2.02 6.25
w1/mm — 3.00 1.20 0.40
w2/mm —
5.00
仿真 实测 60
90 仿真 实测 60
90
增益/dB
4.00
电压驻波 比
3.00
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1.00 2.00
4.00
6.00
8.00 10.00
频率/GHz
图10 实测驻波比曲线
12.00
3结论
经过仿真和实验可以看出，采用叉状分支共面 波导馈电是可以实现的一种展宽矩形缝隙天线频带 的有效途径。这种结构馈电电路和缝隙共面，结构 简单，加工误差小。但是这种结构比较复杂，不利 于较大阵列的集成[8]。
2.2 实验结果分析 根据仿真结果，选择天线2进行实验，天线实物
如图3所示。为了实验测试，利用一个阻抗变换枝节 以匹配到50 Ω。取介质基片εr =2.65，h=1.50 mm， 矩形缝隙尺寸w×l= (19.60 mm×19.60 mm)，l1=5.60 mm，l2=16.82 mm，w1=1.20 mm，w2=3.96 mm， w3=0.80 mm，共面波导特性阻抗为100 Ω。
(空军工程大学导弹学院 陕西 三原 713800)
【摘要】在传统结构微带缝隙天线的基础上，设计了一种采用叉状分支共面波导馈电的宽带微带矩形缝隙天线。在保证
共面波导特性阻抗始终为100 Ω的前提下，通过调整馈电结构中主臂和分支的尺寸以及槽线宽度可以获得较好的匹配。仿真和
实验测试表明，该新型宽带微带矩形缝隙天线工作于7.00 GHz时，匹配带宽达到了67.60%，电压驻波比小于2。
目前，对缝隙天线的理论分析和数值计算主要 有两种：(1) 针对窄缝天线，主要采用磁流振子等效 微带窄缝(由于宽缝中场的复杂性，这种方法对宽缝 微带天线不适用)，然后用格林函数法及矩量法进行 分析[9]，或是采用时域有限差分法分析[10]；(2) 针对 宽缝天线，采用时域有限差分法分析[10]，选择高斯 脉冲作为激励信号，采用Mur的二阶吸收边界。对 于复杂馈电的宽缝天线还有待于做更深入的研究。
Key words coplanar waveguide; microstrip; slot antenna; wide-slot
从微带天线的概念提出以来，由于它剖面薄、 重量轻、可与载体共形、易与有源器件集成等优点， 已经被广泛地应用于卫星通信、导航等领域[1-2]。但 是，微带天线频带较窄的突出缺点又限制了它的实 际应用。目前在高频应用上，采用更多的是微带缝 隙天线，它具有对加工精度要求低，可用标准的光 刻技术在敷铜电路板上进行生产的优点，尤其是微 带宽缝天线更是有效地拓宽了频带[3]。目前缝隙天 线(包括波导缝隙天线)已被广泛地应用于无线移动 通信天线[4-6]以及卫星直播电视天线[7]等领域。本文 提出了一种采用叉状分支共面波导馈电的新型矩形 宽缝天线，在改变缝隙尺寸、馈点位置、叉状结构 中主、侧臂尺寸以及共面波导特性阻抗的情况下， 可以获得良好匹配。通过仿真计算及实验测试，这 种结构的宽缝天线，工作于7.00 GHz时，频带达到 了67.60%，电压驻波比(Voltage Standing Wave Ratio， VSWR)小于2。