宽带锥形缝隙微带天线的研究与设计

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1、万方数据电子测量技术ELECT日O】、玎[cM[EASUREME卜ITTECHNO【DGY第31卷第3期2008年3月宽带锥形缝隙微带天线的研究与设计刘密歌(西安文理学院机械电子工程系西安710065)摘要：根据微波暗室中天线近场测量系统的需要，基于槽线及微带线理论，对宽带锥形缝隙微带天线的阻抗特性进行了研究，设计了一副频率范围为1～2．8GH_z的宽带锥形缝隙微带天线，并利用高频结构仿真软件HR泠对所设计天线的的几何结构进行了优化，计算了天线的驻波比，方向图等重要的电性能参数。仿真结果表明该天线在整个工作频段内增益高，方向性好，阻抗带宽达95％，完全具备宽带天线的特性。加工成型

2、后可用在宽频带测量系统中作为标准的接收天线。关键词：宽频带；锥形缝隙；HFSS；电性能参数中围分类号：TN957文献标识码：AStudyanddesignofabroadbandsubulateslotmicrostripantennaLiuMige(DepartmentofMachineryandElectronicEngineering，Xi’anUniversityofArtsandScience，Xi’an710065)Abstract：AccordingtOtherequirementofnearfieldmeasuremerltsysteminanechoiccham

3、ber，basedontheprincipleofslotlineandmierostrip，impedancecharacteristicofabroadbandsubulateslotantennaisstudied，resultinginabroadbandsubulateslotantennawith1～2．8GHz．ByusinghighfrequencystructuresimulationsoftwareHRss，itsstructureisoptimizedandVSWRandradiationpatternarecomputed．mresultsshowthat

4、ithashighgain，goodradiationpattern，95％impedencebandinwholeband．Itpossessesthecharacteristicofbroadbandantenna．Itcanbeastandardreceivingantennainwidebandmeasurementsystemafterprocessed．Keywords：bmadband；subulateslot；HFSS；electromagneticperformancesO引言微带天线因具有体积小、重量轻、可共形、易集成等优点而深受人们的青睐。但是微带天线有其固

5、有的缺陷，即阻抗带宽较窄，这成了限制其广泛应用的主要障碍，因此，展宽微带天线的带宽具有十分重要的意义。本文根据微波暗室天线近场测量系统的需要，要求设计一副频率范围为1～2．8GHz的宽频带接收天线，根据实际测量系统中天线的架构，本文选择锥形缝隙微带天线作为所设计的宽带天线。因为该天线采用渐变缝隙的结构不光对电磁波的辐射产生了引向作用，而且还通过缝隙宽度的渐变来激发出多个对应的谐振频点，从而可达到展宽工作频带的效果。1宽带锥形缝隙微带天线的结构宽带锥形缝隙微带天线的结构如图1所示，这种天线的结构比较简单，总共由3层材料组成：最顶层是金属接地板，在该接地板上掏出由槽线(图1实线所示)

6、所围的缝隙结构，槽线由2部分构成，第一部分是矩形槽线，和微带传输线起到相互耦合传输电磁波的作用；第二部分是渐变槽线，对天线所辐射的电磁波起引向作用。中间层是介质板。最底层是金属微带线(图1虚线所示)，它通过介质板向槽线耦合馈电。图1宽带锥形缝隙微带天线的结构图·29·万方数据第31卷电子测量技术2宽带锥形缝隙微带天线的研究与设计该天线是通过采用锥形缝隙结构来控制电磁波从缝隙的一端向开口端辐射电磁能量，其中槽线的窄端区域决定了天线高频端的辐射，而张开的口径区域则决定了天线低频端的辐射。根据ELIO八MARIANI等人对槽线和微带线耦合馈电方面的研究，发现在采用50Q微带线向70Q槽

7、线转换馈电的情况下，当微带线穿越槽线的长度／．tb=A，／4，槽线穿越微带线的长度Ltc=3,／4(A为相对于介质板的波长)时，微带线和槽线的匹配效果最好，且锥形缝的长度最佳取值为L—k。基于上面的结论，首先确定70Q槽线的尺寸。本文采用SEYMOURB．COHN提出的求解槽线特性阻抗的完备算法[2]，虽然这套算法的求解过程很麻烦，但是它不存在局限性。根据此算法，假设介质板的厚度t=3mill，槽线的宽度Wsl=2．5iTlrn；槽线的导波波长．：I，=50l'nlTl，为了不导