小地板上小型化寬頻帶半U(xiǎn)型槽微帶天線

　1 引言
　　微帶天線，由于其重量輕，尺寸小的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛的使用在各種場(chǎng)合。然而，眾所周知，傳統(tǒng)微帶天線的帶寬很窄，只有大約5%左右，嚴(yán)重影響了微帶天線在寬帶領(lǐng)域的應(yīng)用。眾多學(xué)者為解決這個(gè)問(wèn)題提出了很多有用的設(shè)計(jì)方案來(lái)提高微帶天線的帶寬。這些技術(shù)主要有：寬帶阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，疊層或平面結(jié)構(gòu)中的多諧振頻率技術(shù)，U型槽加載，容性探針饋電，和L型探針饋電，E型微帶貼片天線。帶V型槽的矩形微帶天線。
　　一般情況下，傳統(tǒng)的矩形微帶貼片天線的阻抗帶寬約為5%左右。然而，增加介質(zhì)底板的厚度， 可以一定程度上增加天線的阻抗帶寬。但是隨著饋電探針的增長(zhǎng)，天線的饋電端口處的感性也會(huì)逐漸增大，從而造成端口處阻抗失配導(dǎo)致天線帶寬降低。如果在天線上刻槽則可以引入附加電容從而抵消探針加長(zhǎng)的電感效應(yīng)，使得天線端口獲得良好的匹配。而且槽的存在還能夠產(chǎn)生另外一個(gè)諧振頻率，只要適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)槽的位置和長(zhǎng)度，使得槽的諧振頻率接近天線的諧振頻率則可以進(jìn)一步增大天線的阻抗帶寬。
　　2 天線結(jié)構(gòu)
　　該天線的設(shè)計(jì)要求地板大小為1cm*1cm，帶寬要求》10％，中心頻率在9.6GHZ。結(jié)合微帶天線的知識(shí)我們知道：9.6GHZ的中心頻率對(duì)應(yīng)的真空波長(zhǎng)為3.125cm，半波長(zhǎng)則為1.5625cm。當(dāng)使用等效介電常數(shù)為2.5的襯底材料時(shí)，等效介質(zhì)中的半波長(zhǎng)約為1cm。本文在u型微帶貼片的基礎(chǔ)上，取u型天線的一半來(lái)設(shè)計(jì)，即簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)參數(shù)又減小了貼片天線的尺寸，天線帶寬在20%以上，貼片大小在1平方厘米以內(nèi)，探針饋電，中心頻率交叉極化-10 dBi左右，增益2dBi左右。天線的單元設(shè)計(jì)和參數(shù)優(yōu)化均使用商業(yè)軟件ZELAND IE3D。微帶天線的襯底介質(zhì)e=2.5，介質(zhì)厚度h=2mm， 損耗角正切tans=0.0015。