超宽带天线的研究与设计概要

超宽带天线匹配网络的设计B.S.Yarman, Istanbul University,TurkeyDesign of Ultra WidebandAntenna Matching Networks2008, 308pp.HardcoverISBN 9781402084171B.S.亚曼等著天线、天线匹配网络(或均衡器)、天线开关以及天线阵列相位移位器是超宽带通讯系统最重要的部件。

作为一个整体,它们构成了我们称谓的天线系统。

很显然这些关键的部件处于通讯系统的前端。

如果天线系统是宽带的,那么无线装备是宽带的几率就很高。

否则不论通讯系统的其余部分的有多好,该系统的带宽是受到天线设备限制的。

实时频率技术(RFT)是1977年由美国康乃尔大学的H.J.Carlin教授提出的,该方法对许多应用提供了建造功率传输网络的出色解决方案。

此外经简化的实时频率技术(SRFT)已被证实最适用于人们为天线设计匹配网络和微波放大器。

本书致力于采用SRFT设计超宽带实用天线匹配网络,这是同类书中的第一本,并且预计会填补无线通讯领域中非常重要的空白。

对于书中的每一个例子,作者都提供了开放式Matlab代码,因此读者可以很容易地产生并验证这些例子的结果。

本书共有13章。

1.实时频率技术;2.天线基础;3.移动无线通讯天线;4.移动电话天线开发中的挑战;5.内部终端天线的设计技术;6.终端天线测量;7.依据散射参数的无损耗二端描述;8.天线匹配问题的分析方法;9.经简化的实时频率技术;10.应用;11.经简化实时频率技术的预置;12.匹配网络分析与最优化Ⅰ;13.匹配网络分析与最优化Ⅱ。

本书是斯普林格《信号与通讯技术》丛书中的一本,作者坚信本书对于那些供职于商业无线通讯公司以及政府和军队机构的研究经理及工程师非常有用。

胡光华,高级软件工程师(原中国科学院物理学研究所)Hu Guanghua, Senior Software Engineer(Former Institute of Physics,CAS)。

研究与开发研究与开发提出了一种微带线馈电的新型平面超宽带单极天线。

该天线由带有弧边的金属贴片与开槽接地板构成，通过等腰梯形与圆弧形相结合的方式对接地板进行开槽，将其等分为相互耦合的两部分，起到了阻抗匹配与拓宽带宽的效果。

仿真结果表明反射损耗在-10dB 以下的频率覆盖范围为3～11.8GHz ，并且在3.4～11.2GHz 频带驻波比在1.5以下，具有良好的全向辐射特性。

该天线结构简单，体积小，适合在UWB 通信中应用。

关键词微带线馈电；平面超宽带单极天线；等腰梯形；圆弧；开槽一种新型平面超宽带天线的设计*赵红梅，田向，路立平（郑州轻工业学院电气信息工程学院郑州450002）摘要1引言近年来，随着对无线通信需求的不断增加，超宽带技术作为一种短距离高速率无线通信技术越来越受到人们的关注。

2002年美国FCC （federal communications commission ，联邦通信委员会）规定UWB 频段为3.1～10.6GHz ［1］，自此有许多技术针对这一频段展开研究。

作为超宽带通信技术的重要组成部分，UWB 天线应具有频带宽、全向辐射、辐射效率高等特点［2］；同时，为了适应电路集成化和小型化的发展趋势，超宽带印制单极天线在通信设备中被广泛采用［3～5］。

对于微带线印制单极天线，为实现其超宽带特性，应从天线辐射体与微带线两方面考虑，通过调整其结构和尺寸实现超宽带性能。

参考文献［6］采用了对地板开一个半圆形槽的方式，改善天线在5～8.2GHz 的辐射性能，并起到在一定频带内稳定增益的效果，但并不能改善更低频带的辐射特性；参考文献［7］采用了渐变的叉状调谐枝节和对称的金属底板获得超宽带的频率性能，但天线尺寸较大；参考文献［8］采用具有矩形和圆形组合结构的馈电单元和辐射单元展宽天线工作带宽。

参考文献［9］提出具有渐变梯形接地面结构（A 型）和具有凹形接地面结构（B 型）两种印制天线，本文对B 型天线进行改进，将凹形开槽接地面调整为等腰梯形与半圆弧相结合的开槽接地面，同时将矩形辐射贴片的侧边改为弧状，从而大大减小了天线尺寸，结构简单，易于集成，成本低。

在接地板上开缝是实现超宽带天线的方法之一，常见的缝隙形状如倒锥形[1]、矩形、半圆形、梯形[2]等。文献[2]中仿真优化并制作了一个小型化超宽带微带天线，在整个工作频段2.15-13.47 GHz内，该天线的回波损耗均在-10dB以下，增益基本稳定在3~6 dB之间，并具有比较稳定的辐射特性。在超宽带天线的基础上通过在辐射贴片上开槽实现带阻特性，槽的形状有L形[3]、矩形[4]、E形[5]等，文献[5]提出了一种新型的具有双阻带特性的超宽带天线，制作出实物并验证了天线的超宽带和陷波特性，即在中心频率3.75 GHz和5.5 GHz附近的频带范围内具有良好的陷波特性。
图3给出了不同p2l值时天线S11的仿真结果，可以看出改变p2l的值对7 GHz处的S11值有明显改善作用。当p2l=5.0 mm时，7 GHz处的S11值变化明显由原先的-11.334 dB下降到-37.6264 dB。
图4给出了不同p1x值时天线S11的仿真结果，可以看出改变p1x对7 GHz处的S11值有明显改善，且当p1x=0.20 mm时，7 GHz附近的S11在-10 dB以下，并且带宽最大，达到2.68~12.63 GHz。
图11开槽的正面结构模型
图12不同fl3时S11与频率的关系图图13增益图
5 结论
本文所设计的差分超宽带天线，实现了2.5~13 GHz的工作带宽，辐射特性良好。天线尺寸为：p2l=5.0 mm、p2x=2.7 mm、p1l=5.4 mm、p1x=0.20 mm、cr=13.4 mm。利用折合形开槽技术在两贴片上分别对称开槽，在5GHz处实现了阻带特性。
Research and Design of Ultra-wideband Microstrip Antenna
Li Qing-Ya, Li Xi, Tang Hong-Shen

小型化超宽带与极宽带印刷天线一、本文概述随着无线通信技术的飞速发展，超宽带（UWB）和极宽带（EBW）技术已成为当前研究的热点。

作为无线通信系统的关键组件，天线的设计和性能直接影响到整个系统的性能。

本文将对小型化超宽带与极宽带印刷天线进行深入研究，探讨其设计原理、实现方法以及性能优化等方面的内容。

本文将介绍超宽带和极宽带技术的基本概念和特点，以及它们在无线通信领域的应用场景。

然后，重点讨论小型化超宽带与极宽带印刷天线的设计方法，包括天线结构的选择、材料的选择、尺寸优化等方面。

同时，还将探讨天线性能的评价指标，如带宽、增益、效率等，以及如何通过优化设计提高天线的性能。

本文还将关注小型化超宽带与极宽带印刷天线在实际应用中的挑战和解决方案。

例如，如何在保证天线性能的同时实现小型化，以及如何降低天线成本等。

通过深入分析和研究，本文旨在为天线设计工程师提供有益的参考和指导，推动超宽带和极宽带印刷天线技术的进一步发展和应用。

本文将总结小型化超宽带与极宽带印刷天线的研究现状和发展趋势，展望未来的研究方向和应用前景。

二、超宽带与极宽带印刷天线的基本原理超宽带（Ultra-Wideband, UWB）和极宽带（Extreme-Wideband, EWB）印刷天线是近年来无线通信领域的研究热点，它们的主要优势在于能够在极宽的频带范围内实现高效、稳定的信号传输。

这些天线的设计原理主要基于电磁波的辐射和传播特性，以及印刷电路板（PCB）上的电流分布和阻抗匹配。

电磁波辐射与传播：天线作为电磁波的发射和接收装置，其性能与电磁波的辐射与传播特性密切相关。

超宽带和极宽带印刷天线通过合理设计天线的形状、尺寸和馈电方式，使得天线能够在极宽的频带范围内产生有效的电磁波辐射和接收。

电流分布与阻抗匹配：印刷天线通常由金属导体印刷在介质基板上构成，当电流通过金属导体时，会在导体表面形成电流分布。

超宽带和极宽带印刷天线的设计需要优化导体表面的电流分布，以实现宽频带内的阻抗匹配，从而提高天线的辐射效率和接收灵敏度。

小型超宽带天线设计及其时域特性分析小型超宽带天线设计及其时域特性分析引言随着无线通信技术的飞速发展，对于天线的需求也越来越高。

在各种通信应用中，超宽带（UWB）技术由于其大带宽、高数据传输率和抗干扰性强等特点而受到广泛关注。

超宽带天线的设计是实现高质量通信的关键。

本文将介绍一种小型超宽带天线的设计以及对其时域特性的分析。

一、小型超宽带天线的设计原理小型超宽带天线的设计目标是实现大带宽、高辐射效率和良好的辐射特性。

设计过程中需要考虑以下几个关键因素：1. 天线的结构形式：常见的超宽带天线结构包括宽槽天线、螺旋天线、宽带缝隙天线等。

为了实现小型化设计，本文选择了一种宽槽天线结构。

2. 天线的工作频率范围：超宽带天线要求在工作频率范围内具有平坦的增益特性。

本文选择了3.1GHz至10.6GHz的工作频率范围。

3. 天线的尺寸：小型超宽带天线的设计中，天线尺寸的选择对其性能具有重要影响。

根据实际需求，本文设计的天线尺寸为10mm×10mm。

4. 天线的辐射特性：超宽带天线需要考虑其在空间中的辐射特性，如辐射方向图、辐射功率等。

本文采用模拟仿真和实验分析相结合的方法，对天线的辐射特性进行分析。

二、小型超宽带天线的设计过程1. 设计天线的基本结构：设计一个宽槽天线的结构，选择合适的材料和尺寸。

2. 仿真分析：使用电磁仿真软件对天线结构进行模拟，分析其在目标频率范围内的辐射特性，如S参数、增益、辐射方向图等。

3. 优化设计：根据仿真结果对天线结构进行优化调整，以实现更好的性能。

4. 制作实物样品：根据优化设计结果，制作出实物样品。

5. 实验测试：使用天线测试仪器对实物样品进行测试，获取其真实的辐射特性。

三、小型超宽带天线的时域特性分析1. 时域脉冲响应：通过发送一系列脉冲信号到天线，记录其在时域上的响应。

根据脉冲响应的波形，可以分析天线的时域特性，如半功率脉宽、矩形度等。

2. 时域群延迟：将频域上的调制信号分解成多个频率成分，分别转换到时域上得到曲线。

具有陷波特性的超宽带印刷天线设计摘要:设计一种具有陷波特性的超宽带印刷天线,天线采用圆形金属贴片作为辐射单元,采用微带线进行馈电,通过在贴片上开四个对称T形槽来实现陷波功能。

利用仿真软件HFSS 10.0对其进行计算,对天线的阻抗特性、方向图和增益进行了研究。

运算结果表明,该天线在2.26~4.94 GHz和6~11.68 GHz的工作频带范围内电压驻波比(VSWR)小于2;在4.94~6 GHz的阻带范围内具有良好的陷波特性;在阻带中心频率(5.48 GHz)处,电压驻波比高达40。

关键词:超宽带天线; 陷波特性; 印刷天线; 辐射单元中图分类号:TN821文献标识码:A文章编号:1004-373X(2010)08-0127-03Design of Ultra-wideband Printed Antenna with Band-Notched CharacteristicZHOU Feng, QIAN Zu-ping, PENG Chuan(Institute of Communication Engineering, PLA University of Science and Technology, Nanjing 210007, China)Abstract:A ultra-wideband (UWB) printed antenna with notching characteristic is proposed. A circle metal patch fed by a microstrip is taken as a radiation element . The band-notched function is realized by cutting four symmetrical T-shaped slots in the patch. It was studied experimentally for its impedance bandwidth, radiation patterns and gain by using HFSS software. Simulation results showthat within the operation band-width of 2.26 GHz~4.9 GHz and 6.2GHz~11.68 GHz, the voltage stand wave ratio(VSWR) is lower than 2; within the stop band of 4.9 GHz~6.2 GHz it has a good notching characteristic; and at the center frequency(5.48 GHz) of the stop band, the VSWR is up to 40.Keywords:ultra-wideband antenna; band-notched characteqistic; printed antenna;radiation element0 引言超宽带(UWB)天线在无线通信、无线接入、电子对抗等系统中都有着广泛的应用。

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]。

本科生毕业（论文）设计摘要随着社会的发展，科技的进步，无线电的应用频段也被不断地扩展，进而促进了超宽带电磁学的产生。

在超宽带频段内，时域特性的研究表明，时域电磁波是人类非常重要的资源，作为超宽带无线电系统中不可缺少的一员，超宽带天线的研究也因此变得相当有意义。

超宽带技术具有许多窄带系统无法比拟的优点，例如:高数据速率、低系统成本和抗多径效应等，独具的优点使超宽带系统成为最具竞争力和发展前景的技术之一。

超宽带天线具有相当广泛的应用空间，它可用于GPRS全球定位、资源及环境的探测、卫星通信、雷达等。

除此之外，近年来，对于短距离无线通信的研究颇多，超宽带以其尺寸小、交换数据的速率高等优点，可用于诸多无线设备中，例:USB、数码相机等。

与无线射频技术相结合，取代传统的有线通信。

本文的研究围绕超宽带天线展开，研究的内容首先从介绍超宽带天线的发展现状开始，依次介绍了超宽带天线的基本理论、主要性能参数及研究方法，介绍了超宽带天线的几种实现方法及超宽带天线的分析方法。

最后设计一款平面超宽带缝隙天线，并进行仿真和比较，给出了该天线的相关性能参数，验证其在覆盖3.1 G-11 G的频率范围内，满足超宽带天线的应用要求。

关键字：超宽带天线天线系统超宽带缝隙天线ABSTRACTWith the development of society and the advance in technology, the application of radio frequency bands are also constantly expanded。

It promotes the production of ultra-wideband electromagnetics. In the UWB frequency band，time domain characteristics show that，time-domain electromagnetic wave is a very important resource for human。

超宽带滤波天线研究与设计DAI Tianyao【摘要】文中提出了一种新型小尺寸具有三阻带特性的UWB天线.所设计的天线基本几何结构由耦合馈电结构、圆形辐射贴片和互补开口谐振环(CSRR)组成.通过在结构简单的圆形单极子天线中引入地面开槽结构、贴片开互补谐振环技术实现了三阻带的超宽带滤波天线.仿真和测试结果表明该天线在3 ～8 GHz频率范围内,回波损耗＜-10 dB,并且在中心频率点3.5 GHz(WIMAX)、5.5 GHz(WLAN)和7.5 GHz(卫星通信频段)处,产生明显阻带作用.在宽频通带范国内驻波比均小于2,在频点3.2 GHz、4.5 GHz和6.5 GHz处天线的E面呈”8”字形,且H面具有良好的全向性,证明文中提出的UWB天线满足超宽带三阻带滤波天线的设计要求.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2018(031)012【总页数】4页(P34-37)【关键词】超宽带;滤波天线;小型化;互补开口谐振环;微带天线;三阻带【作者】DAI Tianyao【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TN82超宽带(Ultra Wideband，UWB)无线技术作为一种新的无线通信技术，越来越受到人们的重视。

UWB是一种具有抗干扰性能强、系统容量大、发送功率小、传输速率高等优点的无载波通信技术。

按照美国联邦通信委员会的规定， 3.1～10.6 GHz之间的频段划分为超宽带系统使用的范围。

然而在超宽带通信频段范围内依然存在着一些窄带通信系统[1-6]。

滤波器和天线作为射频前端电路最重要的两个无源元器件，一直是学者们研究的热点和重点。

传统的滤波天线设计方法仅仅考虑了器件本身的性能，通过级联匹配网络，并没有从整体范围进行考虑。

若将天线与滤波器集成设计成为滤波天线，可使天线同时具有辐射和滤波功能[7-8]，有效减小三维封装的尺寸和面积，进一步实现无线通信系统的小型化。

目前发表的文献中已提出大量单阻带及双阻带天线，然而三阻带天线甚至具有更多阻带的天线依然较少。

超宽带MIMO天线与电磁偶极子天线研究一、本文概述随着无线通信技术的快速发展，MIMO（多输入多输出）天线和电磁偶极子天线在无线通信系统中扮演着越来越重要的角色。

特别是在超宽带（UWB）通信系统中，这些天线的设计和优化成为了研究的热点。

本文旨在深入研究超宽带MIMO天线与电磁偶极子天线的相关理论、设计方法和性能分析，为无线通信系统的优化和发展提供理论支持和实践指导。

本文首先介绍了超宽带MIMO天线和电磁偶极子天线的基本原理和特性，包括天线的辐射特性、增益、方向性、带宽等关键参数。

接着，文章对超宽带MIMO天线的设计和优化进行了详细的分析，包括天线阵列的布局、馈电网络的设计、阻抗匹配等方面。

同时，本文还探讨了电磁偶极子天线的设计方法，包括天线结构的选择、材料的选择、频率调谐等。

在性能分析方面，本文采用了多种仿真软件对超宽带MIMO天线和电磁偶极子天线的性能进行了仿真分析，包括天线的回波损耗、增益、方向图等关键指标。

通过对比不同设计方案和参数调整，文章深入探讨了天线性能优化的方法和策略。

本文总结了超宽带MIMO天线和电磁偶极子天线的研究现状和发展趋势，并对未来研究方向进行了展望。

本文的研究成果不仅为无线通信系统的优化和发展提供了理论支持和实践指导，同时也为相关领域的研究人员和技术人员提供了有益的参考和借鉴。

二、超宽带MIMO天线技术随着无线通信技术的飞速发展，超宽带（Ultra-Wideband, UWB）技术以其高数据传输速率、低能耗和抗干扰能力强等特点，在短距离无线通信中得到了广泛应用。

多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output, MIMO）技术作为一种有效的空间复用和分集技术，可以显著提高无线通信系统的频谱效率和可靠性。

因此，将UWB技术与MIMO技术相结合，形成超宽带MIMO天线，成为了当前天线技术研究的热点之一。

超宽带MIMO天线的设计关键在于如何在保证天线宽带性能的同时，实现多天线之间的低耦合、高隔离度以及良好的方向性。

新型超宽带天线研究引言随着无线通信技术的快速发展，超宽带天线在无线通信领域的应用越来越广泛。

超宽带天线具有宽带宽、高效率、低损耗等优点，因此在无线通信、雷达、电子对抗等领域具有广泛的应用前景。

然而，传统的超宽带天线存在一些问题，如带宽不够宽、天线尺寸较大等，这些问题限制了超宽带天线的进一步应用。

因此，本文旨在研究一种新型超宽带天线，以解决传统超宽带天线存在的问题，为无线通信技术的发展提供新的解决方案。

相关工作在超宽带天线的研究方面，已有许多研究者提出了各种不同的技术方案。

例如，有些人提出了一种基于螺旋结构的超宽带天线，这种天线具有较宽的带宽和较高的增益，但天线的尺寸较大，不够紧凑。

另外，还有一些研究者提出了一种基于枝节结构的超宽带天线，这种天线具有较小的尺寸和较宽的带宽，但天线的增益较低。

设计思路和实现方案本文提出了一种新型超宽带天线，该天线的设计思路是基于传输线理论和多谐振腔体结构。

具体实现方案如下：1、设计一个多谐振腔体结构，该结构由多个谐振腔体组成，每个谐振腔体具有不同的谐振频率。

通过调整谐振腔体的数量、大小和形状等因素，可以调节天线的带宽和增益。

2、将多个谐振腔体结构按照一定的顺序排列，并采用传输线理论进行耦合和馈电，以实现天线的宽带宽和高效辐射。

3、采用高品质因数的材料制作天线，以提高天线的效率和稳定性。

实验结果与分析为了验证本文所提出的新型超宽带天线的性能，我们进行了一系列实验测试。

实验结果表明，该天线具有以下优点：1、带宽宽：该天线的带宽达到了100%，远超过了传统超宽带天线的带宽。

2、尺寸小：通过采用多谐振腔体结构和紧凑的设计方案，该天线的尺寸比传统的超宽带天线小了很多。

3、增益高：由于采用了多个谐振腔体结构和优化设计方案，该天线的增益比传统超宽带天线更高。

4、稳定性好：由于采用了高品质因数的材料制作天线，该天线的效率和稳定性都得到了很好的保障。

总结与展望本文提出了一种新型超宽带天线，该天线基于传输线理论和多谐振腔体结构设计而成，具有带宽宽、尺寸小、增益高和稳定性好的优点。

超宽带微带天线的仿真与设计摘要：天线是无线电系统组成中必需的组件，它是接收以及辐射无线电波的装置。

超宽带（Ultra Wide Band，UWB）技术是一种近几年发展迅速的无线通信技术，也被叫做UWB技术。

它通过接收和发送极窄的脉冲来完成数据的传输，并且信号的带宽达到了GHz级别。

本文在阐述相关理论基础上，从一款天线入手，经过加载缝隙或者开槽设计了一种通过微带线馈电的超宽带天线。

通过使用电磁仿真软件HFSS对天线仿真，得到天线的S11、VSWR、极化方向图等参数。

并且验证了该天线覆盖的频段满足超宽带天线的设计要求。

关键字：超宽带技术；微带天线；仿真1 引言随着科学技术的不断进步，无线通信领域也随之快速发展。

无线频谱的资源是有限的，但是，人们对通信系统要求却日益增加。

因此，将可用频带拓宽就变得十分重要，而UWB技术的各种特性可以很好地解决这些问题，所以对超宽带天线的研究就变得非常有意义。

最初出现的超宽带无线电技术可以追溯到1960年左右，它当时主要是被应用于雷达检测、精确定位等其他领域，并不像当前的超宽带无线电技术被广泛地运用在通信领域。

美国国防部于1989年首次使用“超宽带”这个术语。

1992年，美国联邦通信委员会通过了一项议案。

该项议案重新定义了“超宽带”，并将3.1GHz到10.6GHz间的频段分配给了通信系统使用，允许了“超宽带”技术进入民用领域。

在此之前，该技术只有军方才能使用。

超宽带的定义方式分为绝对带宽和相对带宽两种，公式如下绝对带宽：BW=（1.1）相对带宽：（1.2）与分别表示-10dB带宽的上、下截止频率。

2基础理论概述2.1超宽带天线的性能参数下面介绍能够表征超宽带天线的一些常用性能参数，例如带宽、增益、极化等。

极化：天线的极化通俗来说指的天线工作时电流前进的方向，主要可以分为线极化和圆极化两种。

带宽：天线工作时所对应的频率范围就是天线的带宽。

一般情况下可以分为以下三种，分别是输入阻抗带宽、方向图带宽和相对带宽。

文章编号:1001-893X(201108-0121-04新型超宽带单极子天线的设计徐海洋,张厚,梁建刚,王洪光(空军工程大学导弹学院,陕西三原713800摘要:研制了一款超宽带印刷单极子天线,通过在接地板上开方形槽,展宽带宽的同时也改善了带内特性。

再在金属贴片顶部开扇形槽,进一步在高频段展宽了频带。

实测结果显示,改进后的天线-10dB阻抗带宽为2.1~25.5GHz,而原不加槽天线的仿真带宽为2~11.4GHz,带宽展宽了14GHz。

仿真和实测结果显示,天线在2.5GHz、8GHz、25GHz的方向图对称性良好。

关键词:超宽带;单极子天线;开槽中图分类号:TN821 文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.1001-893x.2011.08.025Design of a Novel Ultra wideband Monopole AntennaXU Hai yang,Z HANG Hou,LIANG Jian gang,W ANG Hong guang(Missile Institute,Air Force Engineering University,Sanyuan713800,ChinaAbstract:The UWB(Ultra widebandprinted planar antenna in this paper is notched in the ground plane,so that the bandwidth is expanded,and the inner band performance is improved,too.Then through notching in the top of the patch,the bandwidth is further e xpanded at the high frequency section.The measured result shows that the-10dB impedance bandwidth of the improved antenna is2.1~25.5GHz in contrast to2~11.4GHz of the simulated bandwidth of the initial antenna,as a result,the bandwidthenhances14GHz.The simulated and measured results sho w that the radiation patterns are very symmetrical at2.5GHz,8G Hz and25GHz.Key words:ultra wideband(UWB;monopole antenna;notch1 引言超宽带(Ultra-Wideband,UWB[1-5]技术作为一种无线通信技术,具有小范围的超强无线设备连接能力,而且拥有低功耗、高性能和低成本无线数据通信能力,在精确定位系统、探地雷达以及短距通信等方面已有广泛的应用。

I
摘要
第五章总结了本文的主要工作和创新点，对未来的研究工作给予了展望。 关键词 ：微带天线，超宽带天线，单极天线，双阻带天线
II
ABSTRACT
ABSTRACT
Within Ultra-wideband (UWB) technology is used for civil purpose in recent years, UWB technology has became one of the most competitive and promising technology in the future for its merits of high data rate, low system cost and multipath immunity. As an important part of the UWB system, design of UWB antenna has sparked much attention. Comparing with the traditional wideband antenna, design of UWB antenna encounters more challenges. Because it asks the antennas not only have wider bandwidth, but also to be compact, low-profile, and easy to integrate with printed circuit board. Meanwhile, within the UWB band, there exist some narrow communication bands, so it is necessary to avoid electromagnetic interference. The ability to integrate with filter in the antenna can significantly relax the requirements imposed upon the filtering electronics within the wireless device. The aim of the thesis is to design different kinds of antennas that meet the requirements of ultra-wideband systems and discuss varied approaches to improve the performance, broaden the bandwidth, decrease the size, and generate stopbands of the antennas. Chapter I briefly introduces the research background and application of the UWB communication technology and the UWB antenna, reviewed the developing history of UWB antenna. This chapter also illustrates the main job of this paper. Chapter II is attached more importance on several parameters to describe the performance of antennas, which include radiation principle, bandwidth, feed style and principle of generating stop-band. In addition, this chapter also introduced the numerical analysis methods of the UWB antenna. Chapter III is the most important part of the paper. First of all, this chapter introduces the planar monopole antenna. Base on studying large numbers of references, developments of the UWB planar slot antennas have been summarized, then, two planar UWB antennas with dual stopbands have been designed. At the peach-like monopole UWB antenna fed by microstrip, elliptical ground plane has been adopted to broaden the bandwidth of the antenna. Also the tapered feed line was used to match the

超宽带天线研究报告一、背景1.1 超宽带(UWB——Ultra Wide Band)介绍超宽带技术[1-3]的最初形式为脉冲无线通信，起源于20世纪40年代，从其出现到20世纪90年代之前，UWB技术主要作为军事技术在雷达和低截获率、低侦侧率等通信设备中使用。

近年来，随着微电子器件的技术和工艺的提高，UWB 技术开始应用于民用领域。

超宽带通信是一种不用载波，而通过对具有很陡上升和下降时间的脉冲进行调制(通常，脉冲宽度在0.20-1.5ns之间)的一种通信，也称为脉冲无线电(Impulse Radio).时域(Time Domain)或无载波(Carrier Free)通信。

它具有GHz量级的带宽，并因其发射能量相当小，因此可能在不占用现在已经拥挤不堪频率资源的情况下带来一种全新的语音及数据通信方式。

超宽带要求相对带宽[4]比高出20%或者绝对带宽大于0.5GHz，其传输速率可超过100Mbps，具有这样特性的系统称为UWB系统。

图1.1 超宽带频谱图UWB由于占有带宽达到数GHz，即使传送路径特性良好也会产生失真，但其具有以下的优点，使得UWB仍然倍受重视[2]。

1、抗干扰性能强：UWB采用跳时扩频信号，系统具有较大的处理增益，在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中，输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。

接收时将信号能量还原出来，在解扩过程中产生扩频增益，因此，在同等码速条件下，UWB具有更强的抗干扰性。

2、传输速率高：UWB的数据速率可以达到几十Mbps到几百Mbps.3、带宽极宽：UWB使用的带宽在1GHz以上。

超宽带系统容量大，并目可以和目前的窄带通信系统同时工作而互不干扰。

4、消耗电能小：通常情况下，尤线通信系统在通信时需要联系发剔载波，因此，要消耗一定电能。

而UWB不使用载波，只是发出瞬时脉冲电波，则只在需要时才发送脉冲电波，所以消耗电能小。

5、保密性好：UWB保密性能表现在两方面:一方面是采用跳时扩频，接收机只有己知发送端扩频码时才能解出发射数据:另一方面是系统的发射功率谱密度极低，用传统的接收机无法接收。

超宽带定向天线的设计与仿真邱景辉孙博李高飞邓维波(哈尔滨工业大学电子与信息工程学院,哈尔滨 150001摘要:本文设计了一种超宽带定向天线。

利用抛物面天线作为该超宽带定向天线的原型,将抛物面天线的馈电部分设计为指数渐变形式。

给出了该超宽带定向天线的设计思想和设计方法,并对该天线进行了仿真分析。

仿真结果表明,该天线具有非常宽的阻抗带宽和较高的天线增益,且其波束宽度很窄,天线定向特性很好。

这种超宽带定向天线非常适用于超宽带通信、超宽带雷达以及无线电数据监测与管理系统等领域,具有非常广阔的应用前景。

关键词:超宽带天线,定向天线,抛物面天线,指数渐变,高增益Design and Simulation of Ultra-Wideband Directional AntennaQiu Jinghui Sun Bo Li Gaofei Deng Weibo(School of Electronics and Information Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001Abstract: In this paper, an ultra-wideband directional antenna was designed. Paraboloid antenna was adopted as the prototype of this antenna, and feed arms of paraboloid antenna were designed to exponential tapered form. The design method of this ultra-wideband directional antenna was given. And electromagnetic simulation and analyses were performed. Simulation results indicate that this antenna has an extremely wide impedance bandwidth and high gain. The beam width of this antenna is narrow and the directivity is very good. The novel ultra-wideband paraboloid antenna is suitable for ultra-wideband communication, ultra-wideband radar, and radio data monitor and manage systems,and it has broad application prospects.Keywords: Ultra-wideband antenna; Directional antenna; Paraboloid antenna; Exponential tapered line; High gain1 引言近年来,现代雷达及通讯设备的频段及频宽在不断扩展,原有的射电频谱变得非常拥挤,人们急需一种新技术为无线通信开辟一片新天地,超宽带技术恰好具有解决这一问题的潜力[1,2]。

超宽带天线及其阵列研究随着无线通信技术的快速发展，超宽带天线及其阵列已经成为无线通信领域的研究热点。

超宽带天线具有宽带宽、低损耗、高方向性等特点，可以应用于多种无线通信系统中，如无线局域网、卫星通信、雷达等。

本文将介绍超宽带天线及其阵列的研究现状和发展趋势。

关键词：超宽带天线、阵列、无线通信超宽带天线是指在宽频带内（通常大于500 MHz）具有稳定性能的天线。

超宽带天线的宽带宽特点使其可以同时传输多个信号，具有高方向性，低损耗和高增益等优势。

超宽带天线阵列是指将多个超宽带天线按照一定的排列方式组合在一起，以实现更高的信号接收和发射能力。

超宽带天线及其阵列具有以下特点：宽带宽：超宽带天线的带宽通常大于500 MHz，使得其可以适用于多种无线通信系统。

高增益：超宽带天线具有高方向性和低损耗的特点，因此阵列可以实现更高的增益。

低截获：超宽带天线阵列的波束宽度较窄，因此可以降低信号被截获的风险。

高动态范围：超宽带天线及其阵列具有高动态范围，可以同时处理多个信号。

超宽带天线及其阵列的研究主要涉及以下几个方面：天线设计：为了实现超宽带天线的宽带宽和低损耗特点，需要研究天线的设计方法。

阵列优化：为了实现更高的信号接收和发射能力，需要研究阵列的优化方法。

多天线技术：为了实现更高的数据传输速率和更可靠的通信质量，需要研究多天线技术的实现方法。

信号处理：为了实现更高效的信号传输和处理，需要研究信号处理的算法和技术。

近年来，超宽带天线及其阵列的研究取得了很多成果。

例如，研究者们通过对超宽带天线的分析，提出了一种基于多层结构的天线设计方法，实现了更高的增益和更宽的带宽。

另外，研究者们还提出了一种基于遗传算法的阵列优化方法，可以快速地找到最优的阵列配置。

同时，多天线技术和信号处理算法的研究也取得了重要的进展。

未来展望超宽带天线及其阵列的研究在未来将会持续发展。

未来研究方向主要包括以下几个方面：天线性能优化：通过研究新的材料和技术，提高天线的性能，扩大其工作频段，提高其增益和效率。