微带天线的小型化与宽频带技术研究

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随着无线通讯技术的迅猛发展,小型化的便携式移动通信设备的需求不断增加。微带贴片天线具有尺寸比较小,轻便,加工难度低等特点,对无线电通信设备的小型化研究具有重要的意义,因此常被用于现代无线通信系统的微波频段。
  综合利用RIS结构、GiuseppePeano分形理论、短路针加载这三种技术设计了一种同轴馈电的微带天线,实现了高度小型化与双频段特性,并在接地面开槽以等效地引入阻抗匹配元件。借助电磁仿真软件HFSS对天线进行仿真分析,可以得到天线尺寸参数,仿真结果表明,天线的工作频段为2.28~2.36GHz和4.43~4.83GHz,并且天线的峰值增益在低频段可达1.628dBi,高频段可达6.9dBi,辐射性能良好。贴片尺寸仅为10mm×10mm,与工作于2.3GHz的普通贴片天线相比,该天线的贴片尺寸缩减了约69%。
  设计了一种基于PIFA结构的带有缺陷地的小型化宽频带贴片天线。该天线采用多层贴片结构,上下两层贴片均通过短路面与地相接,以减小天线尺寸。并通过在上层贴片开梯形槽、下层贴片开矩形槽来展宽工作频带。此外,还引入缺陷地结构以改变微带天线的辐射条件和阻抗特性,进一步增加天线工作频带。通过仿真软件仿真,该天线的工作频带为1.83~2.11GHz,谐振频率为1.886GHz和2.059GHz,阻抗带宽为280MHz,相对带宽为14%。天线整体尺寸为40mm×40mm×9mm,与普通矩形贴片天线相比,尺寸缩减了约50%。
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