宽带小型化领结形缝隙天线的研究

摘要

天线领域受到通信领域的影响得以飞速发展，天线的类型也是越来越多，其中超宽带天线具有宽广的使用场景以及优秀的实用性能，正受到天线领域工作者越来越高频的关注。通信电子器件也随着人们的需求越来越小型化，天线作为通信系统中必不可少的模块，其小型化的研究也越来越成为热点。本文主要在传统领结形缝隙天线的基础上进一步研究了其超宽带以及小型化特性，通过对天线结构的改进拓宽天线工作带宽、缩减天线物理尺寸，通过理论分析、软件仿真分析以及实物制作测量对比分析的方式对新提出的模型进行了研究。本文主要工作如下： 1)设计了一种梯形过渡带水滴形缝隙天线。主要提出了水滴形辐射缝隙单元，并在CPW馈线与水滴形缝隙间加入梯形缝隙作为过渡带。新结构主要展宽天线工作带宽，并且相对缩小了天线物理尺寸。 2)设计了一种H形金属贴片梯形过渡带水滴形缝隙天线。该结构在梯形过渡带水滴型缝隙天线结构基础上，将H型金属贴片加在介质基板背面，使得天线的S11参数曲线在工作带宽高频处下移，天线在工作频段内的性能更加稳定。 3)设计了一种短截缝H形金属贴片梯形过渡带水滴形缝隙天线。该结构在H形金属贴片梯形过渡带水滴型缝隙天线结构基础上，在介质基板正面金属板上加入纵向短截缝，天线的S11参数曲线受此影响整体向低频处移动，谐振频率在天线尺寸不变的条件下降低，天线小型化得以实现。 4)设计了一种基于ACPW的小型化宽带平面领结型缝隙天线。该结构采用水滴形辐射缝隙结构；对共面波导右侧馈线进行回折拉伸，形成非对称共面波导；并在馈线与水滴形缝隙连接处加入了一段三角形缝隙作为过渡带。与传统领结形缝隙天线相比，在保证工作带宽不缩减的情况下大幅减小了天线物理尺寸。 5)设计了另一种基于ACPW的小型化宽带平面领结型缝隙天线。该结构采用水滴形辐射缝隙结构，并在缝隙内加入圆形谐振环；对共面波导右侧馈线进行两次回折拉伸，形成非对称共面波导；并在介质基板背面加入长条形金属贴片。新结构实现了天线工作带宽展宽，同时也实现了大幅缩减了天线物理尺寸的效果。

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