基于u形槽陷波共面波导超宽带天线

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1、基于U形槽陷波共面波导超宽带天线摘要：针对超宽带系统易受IEEE802.11a无线局域网(WLAN)的干扰问题，提出了带有U形槽的平面超宽带天线。该天线采用共面波导馈电，并在波导馈线处刻蚀一U形槽实现5.1〜5.9GHz的陷波。仿真结果表明，在2.7〜12GHz的范围内，该天线阻抗带宽为9.3GHz(126%),带宽内具有良好的阻抗特性和全向辐射特性，并且在5.1〜5.9GHz频带内具有明显的陷波特性，能够有效地抑制WLAN之间的干扰,是一种性能较好，易于集成，有实用价值的陷波超宽带天线。关键词：超宽带(UWB)天

2、线；陷波特性；共面波导(CPW)；U形槽中图分类号：TN822+.8文献标识码：A文章编号：1673-5048(2014)01-0021-05ABandNotchedCPWUWBAntennawithUShapedSlotJITao,LUXindong(Xi，anlnstituteofElectromechanicallnformationTechnology,Xi'an710065,China)Abstract:Anovelplanarultrawideband(UWB)antennaisproposed,whi

3、chhasabandnotchedcharacteristicfortheinterferencebetweentheUWBapplicationsandtheIEEE802.llawirelesslocalareanetwork(WLAN).Theproposedantennafedbycoplanarwaveguide(CPW)withabrokenUshapedslotwhichcanbeusedtorejectthefrequency5.Ito5・9GHz・Thesimulationresultsshowt

4、hat,theimpedancebandwidthis9.3GHz(126%)withinthefrequencybandof2.7to12GHz,andtheantennahasobviousbandnotchedcharacteristicsinthenotchedbandwhichcaneffectivelypreventtheinterferenceofWLAN.AlsogoodimpedancecharacteristicandOmnidirectionalradiationpatternsareobta

5、inedoverthefrequencyband・Theperformanceoftheproposedantennashowsthatitisakindofgoodperformance,easyintegration,bandnotchedUWBantennawithpracticalvalue・Keywords：UWBantenna；bandnotchedcharacteristic；coplanarwaveguide(CPW)；Ushapedslot0引言自从2002年美国联邦通信委员会(FCC)将3.1〜

6、10.6GHz的超宽带(Ultra-Wideband,UWB)频段划归商业频段[1],UWB平面天线凭借其体积小、带宽宽、一定的辐射效率、全向辐射特性、简单的制作工艺、低成本、易集成和高传输速率等优点成为了通信系统的研究热点［2-4］o但是，由于现有IEEE802.11a无线局域网（WLAN）其频率范围5.15〜5.825GHz也在UWB频带范围内，为避免UWB通信与其相互干扰，需使UWE系统在WLAN频带上产生阻断,滤除干扰［5-7］o在传统的超宽带系统应用中，UWB系统可以利用滤波器滤除这些干扰频段。然而，滤波

7、器的使用势必会增大UWB系统的复杂性，增加生产成本，同时受到天线和滤波器的物理性质的限制，天线和滤波器不可能无限制被超小型化［8］。为了抑制系统间的干扰而又不提高成本，一种简单而有效的方法就是使UWB天线在WLAN的频段内呈现较大的反射系数，即具有陷波功能。近年来，这种具有陷波功能的小型平面超宽带天线已经成为一个热门的研究课题。据不完全统计实现单极子UWB天线的陷波功能有以下几种方法。一种是在天线的辐射体或者接地板附近引入一些寄生元件，比如引入C形寄生元件或增加谐振器等［9-10］；第二种是在辐射体或者接地板上刻蚀

8、一种或多种不同的槽线来达到陷波功能，比如在辐射体上刻蚀C形槽，SRR谐振环等［11-12］；还有一种方法是加载带状线或者枝节来实现陷波［13-14］o这几种方法都可以达到很好的滤波特性，并且同在UWB系统中增加滤波器相比较，这些陷波方法均可使得UWB系统和天线的设计复杂性变小，利于集成化小型化，且又无需额外的带阻滤波器。例如，文献［15］就提出了一种5.2G