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小型多频段和宽频带微带天线的研究与设计摘要：随着通讯技术的迅猛发展，无线通讯系统诞生并在多个领域中得到应用，天线作为该系统中的重要部分，能够以电磁能量形式进行辐射，辐射性能对通信质量将产生直接影响。
微带天线具有较强的共面性能，具有结构简易、集成方便等特征，在无线电子设备中的应用也日渐频繁。
本文将对小型多频段微带天线设计和宽频段微带天线设计进行分析和研究。
关键词：小型多频段；宽频带；微带天线；引言：无线电波的辐射和接收主要依靠天线来完成，通过天线由信源到信宿上的转变实现信息的传递，并且非信号电磁能量的传递也将由天线来完成。
随着通讯技术的发展，使得天线技术再一次发生了重大转变，天线的种类得到多样化发展，应用的范围也逐渐扩大，微带天线的产生能够使天线设计变得更加平面化与集成化，小型多频段和宽频带天线的设计受到广泛关注。
1.小型多频段微带天线设计1.1微带天线小型化技术随着无线通信技术的不断更新和完善，电子技术的变革也逐渐符合用户对通信设备的需求，使各类通信终端开始逐渐向小型化的方向转变。
现阶段，微带天线小型技术主要包括介电常数法和加载法。
1.1.1介电常数法从微带天线中构造较为简单的矩形贴片来说，经过相关公式计算后得出，介电常数平方根与天线物理大小之间呈现出负相关关系，一旦介电常数值增加则会导致天线的物理大小减少，并且这种关系适用于所有微带天线当中。
但是，此种方式的使用也存在一定的缺陷，主要体现在天线辐射效率降低导致其工作宽带狭窄问题，由于微带天线自身为谐振型，宽带自身较窄，再将介电常数较大的高介电应用其中，将导致介质材料带宽进一步缩减[1]。
1.1.2加载法对于微带天线进行设计的另一种方式为加载法，通常情况下，此种方式主要是将线路划分为两种类型，一种为阻抗加载，另一种为短路加载。
在短路加载中，可以采用缩小尺寸的方式，利用四分之一的波长辐射完成天线的小型化，将辐射边与地面距离较近的两点连接在一起，使短路面能够在镜像的作用下使辐射导体与半波长尺寸相同。
微带环形平面双频超宽带天线设计 王江曼;陈德智 【期刊名称】《信息技术》 【年(卷),期】2011(000)008 【摘 要】提出了一种微带双频UWB天线的设计,结合ADS,HFSS仿真工具；对天线结构进行理论优化并通过大量仿真对天线尺寸进行调整；优化出适合UWB FCC提出的3.1-10.6GHz频带范围的双频微带天线,此天线的优点不需要任何加载,结构简单；仿真结果表明天线性能良好,满足一定的带宽需求.%In this paper,a dual-band microstrip UWB antenna design is proposed. Combined with ADS, HFSS simulation tools, simulated and optimized the antenna by a large number of adjustments on the theory of antenna,optimized to meet the UWB FCC s 3.1-10.6GHz frequency range. Advangtage of this antenna does not require any loading and simple. The simulation results show good performance of the antenna to meet the needs of bandwidth; has good radiation and gain characteristics.
【总页数】3页(P119-121) 【作 者】王江曼;陈德智 【作者单位】华东师范大学,上海200241;华东师范大学,上海200241 【正文语种】中 文 【中图分类】TN820 【相关文献】 1.小型化双频微带阵列天线设计 [J], 杨晋乾;曹力恒;周闯;王旭光 2.一种适用于WiFi的双频微带天线设计 [J], 梁夷闽 3.一种适用于WiFi的双频微带天线设计 [J], 梁夷闽 4.SAW微压力传感器及其双频微带天线设计 [J], 许浩源;李媛媛;马连杰 5.一种基于SRR的双频微带准八木天线设计 [J], 魏明;倪涛
宽带/多频全向微带天线的研究与设计本文利用数学建模的方法分析了旋转对称结构微带天线的远区辐射场,得到了13个有关于辐射场相位和幅度的性质。
然后以这些性质为基础设计制作了8款旋转对称结构的宽带或多频全向微带通信天线。
1. 低剖面窄带全向圆极化微带天线低剖面窄带全向圆极化微带天线以中心馈电的圆形微带天线为基础,旋转对称地加载了6组涡旋槽和短路柱,分别用于控制远场的水平极化和垂直极化。
该天线具有尺寸小、剖面低、结构简单、全向性好、俯仰面波束宽度宽的特点。
2. 宽带全向圆极化天线宽带全向圆极化天线以低剖面窄带全向圆极化微带天线为原型,通过减小地板半径、减小介质半径、增加天线高度来拓宽其工作带宽,并保持原有的全向圆极化辐射特性不变。
该天线同时工作在三个模式,它们分别为：TM01模式、圆盘顶部加载单极子模式、TM02模式,这三个模式可以合并成一个通带,从而得到了较宽的工作频带。
经测试得到：该天线在远场辐射右旋圆极化波,阻抗带宽为57.9%,轴比带宽为51.7%。
3. 宽带超低剖面圆极化微带天线宽带超低剖面圆极化微带天线以中心馈电的圆形微带贴片天线为基础,旋转对称地加载了短路柱和分支结构,分别用以控制θ极化和φ极化。
该天线同时工作在三个谐振模式下,其中第一和第三个谐振模式分别为圆形微带天线的TM01模式和TM02模式,第二个谐振模式处于他们中间受控于分支结构。
该天线宽带工作且辐射锥形右旋圆极化波,阻抗带宽为35.4%,轴比带宽为38%,其剖面高度为0.025λ,最大增益可达4.2 dBic。
4. 应用于大型金属载体平台的宽带低剖面圆极化天线应用于大型金属载体平台的宽带低剖面圆极化天线以中心馈电的圆形微带贴片天线为基础,旋转对称地加载了准椭圆槽、径向槽以及短路柱。
其中准椭圆槽和径向槽用于控制远场φ极化,短路柱用于控制远场θ极化。
该天线同时工作在准椭圆槽的一对简并模式下,且该天线在这对简并模式下拥有相似的贴片表面电流分布,能够在远区辐射锥形左旋圆极化波。
微带天线设计天线大体可分为线天线和口径天线两类。
移动通信用的VHF 、UHF 天线，大多是以对称振子为基础而发展的各种型式的线天线，卫星地面站接收卫星信号大多用抛物面天线（口径天线）。
天线的特征与天线的形状、大小及构成材料有关。
天线的大小一般以天线发射或接收电磁波的波长l 来计量。
因为工作于波长l = 2m 的长为1m 的偶极子天线的辐射特性与工作于波长l = 2cm 的长为1cm 的偶极子天线是相同的。
与天线方向性有关参数：方向性函数或方向图 离开天线一定距离处，描述天线辐射的电磁场强度在空间的相对分布的数学表达式，称为天线的方向性函数； 把方向性函数用图形表示出来，就是方向图。
最大辐射波束通常称为方向图的主瓣。
主瓣旁边的几个小的波束叫旁瓣。
为了方便对各种天线的方向图进行比较，就需要规定一些表示方向图特性的参数，这些参数有：1．天线增益G （或方向性GD ）、波束宽度（或主瓣宽度）、旁瓣电平等。
2．天线效率3．极化特性4．频带宽度5．输入阻抗天线增益是在波阵面某一给定方向天线辐射强度的量度。
它是被研究天线在最大辐射方向的辐射强度与被研究天线具有同等输入功率的各向同性天线在同一点所产生的最大辐射强度之比。
天线方向性GD与天线增益G类似但与天线增益定义略有不同。
因为天线总有损耗，天线辐射功率比馈入功率总要小一些，所以天线增益总要比天线方向性小一些。
理想天线能把全部馈入天线的功率限制在某一立体角ΩB内辐射出去，且在ΩB立体角内均匀分布。
这种情况下天线增益与天线方向性相等。
理想的天线辐射波束立体角ΩB及波束宽度θB实际天线的辐射功率有时并不限制在一个波束中，在一个波束内也非均匀分布。
在波束中心辐射强度最大，偏离波束中心，辐射强度减小。
辐射强度减小到3db时的立体角即定义为ΩB。
波束宽度θB与立体角ΩB关系为旁瓣电平旁瓣电平是指主瓣最近且电平最高的。
第一旁瓣电平，一般以分贝表示。
方向图的旁瓣区一般是不需要辐射的区域，其电平应尽可能的低。
超宽带微带天线研究的开题报告题目：超宽带微带天线研究一、研究背景随着通信技术的发展和无线通信应用的普及，对于天线的要求越来越高，既要满足传输需要，又要实现尽可能小的体积和重量。
微带天线由于具有体积小、重量轻、成本低、制作简便等优点，已经成为无线通信领域中广泛应用的一种天线结构。
近年来，超宽带（UWB）技术由于具有大带宽、高速传输、强干扰抑制等特点，在雷达、通信、测距等领域有着广泛的应用前景。
因此，研究超宽带微带天线结构及其性能具有重要意义。
二、研究内容和目标本文拟以超宽带微带天线为对象，研究其结构设计、性能分析和优化方案。
具体包括以下内容：（1）介绍超宽带技术和微带天线的基本概念、原理和发展现状。
（2）探究超宽带微带天线的设计方案，包括天线结构、材料、尺寸和布局等方面，并进行仿真分析。
（3）针对超宽带微带天线的性能指标，如带宽、增益、辐射特性等进行测试分析，对其性能进行评估。
（4）从结构优化、材料优化等方面入手，对超宽带微带天线进行优化改进，提高其性能指标，满足实际应用需求。
三、研究意义超宽带微带天线的研究对于推动无线通信和雷达等领域的发展具有重要意义。
其具有结构简单、制作易于实现、通信质量优良等特点，能够在功耗和成本控制的前提下，提升通信速率、数据传输等性能。
此外，通过优化设计和性能分析，能够进一步完善天线性能，提高天线在实际应用中的适用性。
总之，本研究对于促进超宽带微带天线的应用和发展，具有重要的现实意义。
四、研究方法与步骤本文的研究方法主要包括：（1）理论分析：对超宽带微带天线的基本原理、结构和性能进行理论探究和分析。
（2）仿真模拟：使用ANSYS等仿真软件对超宽带微带天线的结构进行模拟分析，得出其辐射特性等性能指标。
（3）性能测试：采用天线测试设备对超宽带微带天线的性能指标进行测试和分析。
（4）优化设计：针对超宽带微带天线存在的问题和性能短板，进行优化设计和方案改进，提高天线整体性能。
本文的研究步骤如下：（1）文献综述和分析，认识超宽带微带天线的研究现状和发展方向。
一种新型宽频带多频微带天线设计潘勇;熊江;李潘【摘要】For the fact that there are few designs of multi-frequency antenna suitable for Bluetooth,radio frequency identification(RFID),WiMAX and wireless local area network(WLAN) application simultane-ously,a new miniaturized broadband multi-frequency monopole microstrip antenna is proposed. The pro-posed antenna mainly consists of a rectangular ring,a hexagonal ring with a gap,three rectangular strips and a defected ground plane ( DGP ) . The proposed antenna can excite three separate impedance band-widths to cover all the 2 . 4/5 . 2/5 . 8 GHz Bluetooth/WLAN/RFID operating bands and the 2 . 5/3 . 5/5 . 5 GHz WiMAX bands. It provides three impedance bandwidths of 0. 11 GHz,0. 86 GHz and 1. 11 GHz for the working bands of 2. 38 ~2. 49 GHz centered at 2. 47 GHz,3. 19 ~4. 05 GHz centered at 3. 48 GHz and 4. 95~6. 06 GHz centered at 5. 55GHz,respectively. Furthermore,the 5. 75 dBi of relative high gain is achieved. A prototype is experimentally tested,and the measured results show its good radiation patterns and enough gains across the operation bands. It can be applied in present wireless communication system.%目前,同时适用于蓝牙、射频识别、全球微波无线互联网和无线局域网这几大主流物联网通信技术标准的多频天线设计较少,为此,提出了一种新的小型化宽频带多频微带天线。
08通信陆静晔0828401034微带天线设计一、实验目的：● 利用电磁软件Ansoft HFSS 设计一款微带天线⏹ 微带天线的要求：工作频率为2.5GHz ，带宽（S11<-10dB ）大于5%。
● 在仿真实验的帮助下对各种微波元件有个具体形象的了解。
二、实验原理：微带天线的概念首先是由Deschamps 于1953年提出来的，经过20年左右的发展，Munson 和Howell 于20世纪70年代初期制造出了实际的微带天线。
微带天线由于具有质量轻、体积小、易于制造等优点，现今已经广泛应用于个人无线通信中。
图1-1是一个简单的微带贴片天线的结构，由辐射源、介质层和参考地三部分组成。
与天线性能相关的参数包括辐射源的长度L 、辐射源的宽度W 、介质层的厚度h 、介质的相对介电常数 和损耗正切 、介质层的长度LG 和宽度WG 。
图1-1所示的微带贴片天线是采用微带线来馈电的，本次将要设计的矩形微带贴片天线采用的是同轴线馈电，也就是将同轴线接头的内芯线穿过参考地和介质层 与辐射源相连接。
对于矩形贴片微带天线，理论分析时可以采用传输线模型来分析其性能。
矩形贴片微带天线的工作主模式是 模，意味着电场在长度L 方向上有 /2的改变，而在宽度W 方向上保持不变，如图1-2（a ）所示，在长度L 方向上可以看作成有两个终端开路的缝隙辐射出电磁能量，在宽度W 方向的边缘由于终端开路，所以电压值最大电流值最小。
从图1-2（b ）可以看出，微带线边缘的电场可以分解成垂直于参考地的分量和平行于参考地的分量两部分，两个边缘的垂直分量大小相等、方向相反，平行电场分量大小相等、方向相反；因此，远区辐射电场垂直分量相互抵消，辐射电场平行于天线表面。
图1-1 图1-2 矩形微带天线俯视图和侧视图假设矩形贴片的有效长度设为,则有（1-1）式中，表示导波波长，有(1-2)式中，表示自由空间波长；表示有效介电常数，且= (1-3)式中，表示介质的相对介电常数；h表示介质层厚度；W表示微带贴片的厚度。
一种双陷波超宽频带天线设计研究摘要:超宽带数据无线通信传输技术被广泛认为已经是目前解决全球无线通信系统数据质量传输速率带宽瓶颈的一个有效解决方法,这是因为它在一个很宽的速率频带上可以传输数据,带宽从3.1-10.6GHz(7.5GHz)。
本文基于应用双陷波高速宽频带专用天线设计相关技术理论,对应用双陷波宽频带专用天线的基本设计技术要求及工作过程原理进行了深入探讨,为天线相关技术领域设计工作开展提供了理论指导。
关键词：带宽；双陷波超宽频带天线；设计；指导1 引言在整个现代化的超宽带无线通信技术系统中,超宽带无线通信系统天线控制技术不仅是重要的组成部分和核心技术也是研究应用领域中的热点。
超宽带速率无线通信系统网络中该系统的最高网络工作宽度速率网络频段几乎完全覆盖了其它的所有在超窄带速率无线通信系统网络中的系统工作速率频段,如3.3~3.6GHz的无线城域网(WiMax)无线频段和5.1~5.9GHz 的无线网络局域网(WLAN)无线频段。
这些射频通信天线系统的大量存在可能会对这些超宽带通信天线的特定工作频率产生一定的电磁干扰。
为了有效抑制这些陷波干扰,可以在目前超宽带天线的技术基础上进行引入一种新型陷波天线结构,使陷波天线技术成为一种具有降低频带陷波阻隔干扰效应的新型陷波宽带天线,因此双通道陷波宽带天线技术具有十分重要的技术研究应用价值。
2 超宽频带技术背景2.1 超宽频带的发展历史超宽带移动通信无线技术是它是一种很好的有发展潜力且切实可行的通信技术,对我国无线通信的进一步深入发展应用具有重要变革性的推动作用。
它的基本概念最早可以追溯到18世纪末期马可尼发明的新式火花炮在间隙使用脉冲发射无线电。
在此之后的几十几百年间,这个重要发明被广泛用来无线电波传输阿尔莫斯码。
窄带铁路通信网络系统本身具有各种易于控制和协调的强大特性,到了1924年,通信界基本抛弃了采用超宽带网络通信的传统技术而重新选择了采用窄带网络通信。
超宽带天线的研究与设计中文摘要近几年来，超宽带天线的研究已经成为热潮。
本文的思想也是研究小型化超宽带平板天线，让其在生活中的硬件设计产品中满足超宽带天线的技术需要。
因为超宽带天线在WiMAX和WLAN的窄带系统和装载切口天线设计结构上产生的影响。
实现WiMAX和WLAN频带的双凹槽在超宽带天线结构设计。
在设计过程中主要是使用HFSS软件进行天线结构的仿真优化。
主要利用了HFSS软件仿真和天线结构的优化设计过程。
我们针对其超宽带天线的性能参数，相应的提升平面单极子天线的基础研究。
传统平面单极子天线与狭槽，狭槽装载方法的横截面，提出了几种平面单极子天线从频域和时域研究，从而从单极子天线的相关性能参数出发，研究平面单极子天线在频率范围为3.1GHZ-11GHZ，使超宽带天线能够达到市场对硬件方面的应用需求。
关键词：平面单极子天线；超宽带；HFSS仿真IResearch and design of ultra-wideband antennaAbstractIn recent years, the research of ultra-wideband antenna has become a boom. Thought of this paper is to study ultra-wideband planar antenna miniaturization, let the life in the hardware design of the product satisfy the need of ultra-wideband antenna. Because of ultra-wideband antenna in WLAN and WiMAX narrowband systems and the impact loading of incision on the antenna design. Both WiMAX and WLAN band grooves in the ultra-wideband antenna structure design. In the design process is mainly using HFSS software for simulation of antenna structure optimization. Mainly using HFSS software simulation and optimization of the antenna structure design process. We according to the performance of ultra-wideband antenna parameters, the corresponding increase of planar monopole antenna of basic research. Traditional planar monopole antenna and the slot, slot loading method of cross section, and puts forward several planar monopole antenna from frequency domain and time domain research, thus starting from the related performance parameters of monopole antenna, the planar monopole antenna in the frequency range of 3.1 GHZ - 11 GHZ, the ultra-wideband antenna can meet the market demand for hardware applications.Key words: Planar monopole antenna; Ultra-Wideband; HFSS simulation目录I中文摘要 (I)Abstract (I)第1章绪论........................................................................................................... - 3 -1.1 研究背景...................................................................................................... - 3 -1.2 超宽带天线的研究现状.............................................................................. - 4 -1.3 研究趋势...................................................................................................... - 6 -第2章超宽带天线的理论基础........................................................................... - 7 -2.1 超宽带天线的基本理论.............................................................................. - 7 -2.1.1 超宽带天线的结构原理....................................................................... - 7 -2.1.2 超宽带信号的时域辐射....................................................................... - 7 -2.2 超宽带天线的性能参数.............................................................................. - 9 -第3章超宽带天线结构设计与仿真.................................................................. - 11 -3.1 超宽带天线结构与尺寸参数..................................................................... - 11 -3.2 超宽带天线性能仿真................................................................................ - 14 -第4章超宽带天线测试与分析......................................................................... - 17 -4.1 S11参数及带宽.......................................................................................... - 17 -4.2 驻波比VSWR ........................................................................................... - 18 -4.3 增益方向图................................................................................................ - 20 -4.4 弯曲特性.................................................................................................... - 22 -第5章总结与展望............................................................................................. - 27 -5.1 总结............................................................................................................ - 27 -5.2 下一步工作计划与展望............................................................................ - 27 -参考文献............................................................................................................... - 29 -II第1章绪论1.1研究背景UWB天线技术，对无线通信的更进一步发展具有变革性的作用。
Ultra-Wideband Microstripe Antenna Design陳建宏Chien-Hung Chen摘要近十年來由於微帶天線具有體積小、重量輕、製作容易、價格低廉、可信度高，同時可附著於任何物體之表面上的特性，在無線通訊的應用上扮演著重要的角色。
本文將利用全平面正方形單極微帶天線當作設計天線的原型，藉由調整金屬貼片的上緣、下緣部份與接地面的上緣部份來研製適用於超寬頻通訊系統的微帶天線。
由模擬與實驗結果比較得知，可以發現其響應非常吻合，是一個適用於超寬頻通訊產品的天線。
關鍵詞：微帶天線、單極、超寬頻、簡介美國聯邦通信委員會（Federal Communication Commission,FCC）在西元2002年2月14日允許超寬頻技術使用於消費性電子產品上，並公佈了初步規格，FCC開放3.1GHz~10.6GHz提供超寬頻通信及測試使用。
為了研究開發適用於此頻段的天線技術。
將利用微帶天線的優點：體積小、重量輕、低成本、容易製作等特性，來研製適用於超寬頻通訊系統的微帶天線。
傳統的寬頻天線[2]中有行進波線天線（Traveling-Wave Wire Antenna）、螺旋形天線（Helical Antenna）、偶極圓錐形天線（Biconical Antenna）、單極圓錐形天線（Monoconical Antenna）、盤錐形天線（Discone Antenna）、袖子形天線（Sleeve Antenna）、渦狀天線（Spiral Antenna）和對數週期天線（Log-Periodic Antenna），不過其中適用於超寬頻系統的只有偶極圓錐形天線、單極圓錐形天線和盤錐形天線[3]。
因為其不僅有大的輸入阻抗頻寬（Large Input Impedance Bandwidth）、其輻射場形（Radiation Pattern）也能控制在一定的頻寬中。
利用虛像法（Method of Image）[4]及接地面（Ground Plane）來使偶極天線變成單極天線，從早期的線型單極天線－窄頻（Narrowband），演化成單極圓錐形天線－中頻寬（Intermediate），到最後的火山煙狀天線（V olcano Smoke Antenna）－寬頻（Broadband）[5]。
火山煙狀天線，雖然擁有很大的頻寬，不過在實際製作上相當不容易。
而圓錐形天線在輸入阻抗頻寬和輻射場型上有好的表現，其結構形狀上較為簡單、易於製作、分析容易，所以近年來有人就將兩者的優點加以結合製造出近似水滴形狀的天線[6]，不僅在頻寬上符合FCC規定的3.1GHz~10.6GHz，且其輻射場形是全指向性（Omnidirection），在高頻也有維持不錯的E-plane場形。
利用圓柱形近似法[7]來找出單極微帶天線的第一個VSWR到達2的頻率點，用此方法可以用來設計天線的原型，然後再從圓錐形天線的形狀發展出其他的形狀的天線，再從中挑選有潛力成為超寬頻天線的天線單元之幾何形狀來研製適用於超寬頻通訊系統的微帶天線，其中梯型單極天線[8]，[9]算是簡單幾何圖形裡容易達到超寬頻的形狀之一。
在本文的內容方面，單元二是有關超寬頻微帶天線設計的描述，其中包括了單極微帶天線的工作原理與結構參數設計分析。
單元三是描述本文所設計天線的實驗與模擬結果。
最後在單元四做一總結。
、天線設計天線是一種可以將電路中的電氣訊號與空間中的電磁能量相互轉換的耦合元件或導電系統。
傳送信號時，天線將無線電頻率電能轉變成電磁能量輻射到週遭的環境。
接收信號時，天線接收電磁能量輻射轉變成無線電線電頻率之電能提供給接收器處理。
一般最常用天線向四面八方輻射能量的輻射場型(Radiation Pattern)來描述天線性能，這是以圖形將天線輻射特性描述成空間函數的一種方式。
另外，當鐀入傳輸線上射頻訊號的頻率改變時，天線之阻抗值亦跟著改變。
因此，適當的訊號鐀入方式與阻抗匹配的考量，可以使得天線在共振頻率時所有入射能量都能夠輻射出去。
天線製作的流程如圖(一)所示，首先選擇天線所要設計的頻段，表(一)為目前常見的無線通訊標準所適用的頻段，而本論文著重於適用超寬頻通訊的微帶天線設計。
利用圓柱形近似法來找出單極微帶天線(Monopole Microstrip Antenna)的第一個VSWR到達2的共振頻率點，用來當作天線設計的原型。
然後利用電磁模擬軟體根據饋入間隙(Feed Gap)與接地面的大小，以及金屬貼片的結構進行最佳化的調整並模擬分析，最後再以雙面感光電路板(FR4)來製作出實際天線尺寸並量測此天線之相關參數。
一）全平面正方形單極天線初始結構的計算如圖(二)所示，利用圓柱形近似法[7]來找出單極微帶天線(Monopole Microstrip Antenna)的第一個VSWR 到達2的共振頻率點，一般以L F 表示為:g r L F L ++=72(1)當為正方形單極天線時，W L =(2)可利用圓柱形表面積來等效矩形面積，則有L W L r ⨯=⨯⨯π2(3)可得π2W r =(4)將式(2)、(4)一同代入式(1)，且間隙g 令為0.7，若設計的低點L F (VSWR=2時的第一個頻率)為Z GH 3，則式(1)式變成7.02723++==πW W F L (5)可解出1008.20=W ，因此設計出正方型邊長約為20mm ，間隙為0.7mm 的單極微帶天線。
用此方法可以得到不錯的近似，可以用來當作天線設計的原型。
（二）超寬頻天線的結構參數設計分析在上述正方形單極初始結構中，要注意饋入間隙的大小，它會改變輻射金屬貼片(Radiation Metallic Patch)和接地面(Ground Plane)間的特性，也就是說從饋入線看到的有效負載為天線組抗和饋入間隙電容的並聯，這會使其阻抗沒有匹配。
利用IE3D 模擬軟體，可得到從3.1GHz 開始小於-10dB 的頻寬約為5GHz 左右。
這也就是說，就阻抗匹配的觀點而言，要匹配頻段f >5GHz 的電感效應，僅並聯一個固定電容(即固定饋入間隙)是無法達成寬頻匹配的目標，因此在概念上得到饋入間隙的大小必須要隨頻率改變才行。
這可藉由調整金屬貼片的下緣與接地面的上緣來完成寬頻匹配的目標。
同時，為了使天線具有高階模態的激發而希望增加電流密度，因此亦需要調整金屬貼片的上緣結構。
為了使得金屬貼片和接地面有更好的耦合來達到寬頻的效應，將金屬貼片的上緣、下緣部份與接地面的上緣部份設為最佳化的變數，並且一左一右設為同一變數來使天線結構保持其對稱性。
最佳化的目標為：在3.1GHz~10.6GHz 頻段內使dB S 1011-≤，最佳化時第一次採用隨機法(Random Optimizer)以擴大搜尋範圍，然後再以區域收斂的方法做第二次最佳化，所得到的最佳化結果會相當良好。
、實驗與模擬結果圖(三)為此超寬頻微帶天線之尺寸結構圖，其中金屬貼片的下緣部份與接地面的上緣部份為了寬頻匹配的最佳化而有斜角與鋸齒形狀的結果，而為了讓天線有高階模態的激發，金屬貼片的上緣部份呈現三角錐狀的結構。
圖(四)則為利用基板材質4.4厚度h為0.8mm的FR4r板來製作以50ohm之微帶線饋入激發的超寬頻微帶天線，其實際尺寸大小長乘寬約為4cm×3cm左右。
圖(五)為軟體模擬與實際量測之Return loss頻率響應圖。
模擬結果的頻寬達3.1GHz~10.5GHz，涵蓋了整個UWB的頻帶，而實際量測的結果又比模擬結果好更多，其頻率範圍為3.2GHz~11GHz以上，由實驗與模擬結果可以得知其響應非常吻合。
圖(六)到圖(九)為該天線分別在共振頻率為3、4、5、6、7、8、9、10GH時，E-plane與H-plane之模擬輻射場型，其中E-plane為y-z平面、H-plane為x-z平面。
圖(六)、(七)顯示出在範圍為3~8GHz時的E-plane輻射場型以30度、150度的地方為中心，左右約有30度到60度不等的夾角內的輻射強度大於0dB。
圖(八)、(九)顯示出在3~8GHz 時的H-plane輻射場型為全向性。
、結論在各種類天線中，當今最受歡迎的天線為平面天線。
平面天線結構因為具備體積小、重量輕、製作容易、價格低廉、可信度高，同時可附著於任何物體之表面上，使得微帶天線與印刷槽孔天線被大量應用於無線通訊系統中。
本文提出一種超寬頻微帶天線的設計方法，藉由經驗公式計算得到的初始方形單極天線結構，探討天線結構參數對阻抗匹配的敏感度，調整金屬貼片的上、下緣與接地面的上緣結構來完成寬頻匹配與高階模態激發的目的。
由實驗與模擬結果可以得知其響應非常吻合，實際量測的頻寬範圍為3.2GHz~11GHz以上，涵蓋了整個UWB的頻帶範圍，可完全符合超寬頻通訊系統的使用。
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