設(shè)計了一款新穎的基于互補開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)和條形縫隙的貼片天線。通過在金屬貼片上蝕刻圓環(huán)形互補開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu),并且在金屬接地板上蝕刻條形縫隙完成天線的人工電磁媒質(zhì)結(jié)構(gòu)設(shè)計,它們和介質(zhì)板共同作用將天線工作頻段明顯擴寬到1.7².98GHz和3.99⁵.34GHz。該天線僅使用單層雙面覆銅板即可完成加工,具有結(jié)構(gòu)簡單的特點。同時,天線的電尺寸僅有0.408λ0×0.408λ0×0.0086λ0（在天線最低工作頻率1.7GHz處）,且最大增益為6.04dBi;可以同時兼容中國的第四代（4G）移動通信的所有頻段（1.88².66GHz）、WiFi頻段（2.4².484GHz）和微波存取全球互通（WiMAX）頻段（2.5².69GHz）。 

【文章來源】：電訊技術(shù). 2016,56(12)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

天線頂層貼片分別蝕刻1列、2列和

而軸比、方向圖則使用SATIMO微波暗室測試。圖3為該天線的回波損耗。從圖中可以看出測試得到的天線回波損耗低于－10dB的兩個頻段分別是1．7～2．98GHz和3．99～5．34GHz，由此可算出這兩個頻段的相對帶寬分別是55%和28%。該天線的回波損耗也和具有相同尺寸的但無人工電磁媒質(zhì)的天線(其貼片和金屬地板都是完整未雕刻的)的回波損耗進行了對比。從圖3可以看到,以低于-10dB為標準,本文設(shè)計的天線的回波損耗帶寬大大擴寬了,這證明了天線中引入的CSRR和條形縫隙結(jié)構(gòu)確實能夠起到影響天線諧振頻率和擴展天線工作頻段的作用。圖3天線回波損耗仿真與測試結(jié)果Fig.3Simulatedandmeasuredreturnlossesoftheantenna圖4給出了天線端口阻抗測量的結(jié)果。由圖所見,阻抗虛部跨零的點有若干個,天線在這些頻率處于諧振狀態(tài)。這也說明天線能夠在較寬頻段上達到諧振狀態(tài),使天線具有寬帶工作能力。而在這些諧振頻率處天線阻抗實部也接近50",這使得天線可以在寬頻范圍內(nèi)容易與50"輸入端口達到阻抗匹配。因此,通過在貼片天線上設(shè)計CSRR和條形縫隙結(jié)構(gòu),天線的諧振和阻抗匹配的頻率范圍能夠有效擴展。圖4天線輸入阻抗測試結(jié)果Fig.4Measuredinputimpedanceoftheantenna在天線工作頻段范圍內(nèi)任意選擇了1.8GHz和4.2GHz兩個頻點測試天線的輻射方向圖,用以驗證天線輻射性能。圖5(a)和圖5(b)分別是測試的1.8GHz和4.2GHz兩個頻點的三維輻射方向圖,并且以dBi尺度顯示。由圖5(a)可見,天線在1.8GHz,的輻射類似于沿x軸擺放的偶極子天線,其在垂直于x軸的方向上有較強的輻射。而由圖5(b)可見,在4.2GHz,天線在xoy平面有兩個較強的輻射主瓣。同時,由圖5可以看到,人工電磁媒質(zhì)的加入使天線輻射方向圖和普通矩形貼片天線的輻射方向圖有所不同。通過調(diào)整天線擺放位置

得到的天線回波損耗低于－10dB的兩個頻段分別是1．7～2．98GHz和3．99～5．34GHz，由此可算出這兩個頻段的相對帶寬分別是55%和28%。該天線的回波損耗也和具有相同尺寸的但無人工電磁媒質(zhì)的天線(其貼片和金屬地板都是完整未雕刻的)的回波損耗進行了對比。從圖3可以看到,以低于-10dB為標準,本文設(shè)計的天線的回波損耗帶寬大大擴寬了,這證明了天線中引入的CSRR和條形縫隙結(jié)構(gòu)確實能夠起到影響天線諧振頻率和擴展天線工作頻段的作用。圖3天線回波損耗仿真與測試結(jié)果Fig.3Simulatedandmeasuredreturnlossesoftheantenna圖4給出了天線端口阻抗測量的結(jié)果。由圖所見,阻抗虛部跨零的點有若干個,天線在這些頻率處于諧振狀態(tài)。這也說明天線能夠在較寬頻段上達到諧振狀態(tài),使天線具有寬帶工作能力。而在這些諧振頻率處天線阻抗實部也接近50",這使得天線可以在寬頻范圍內(nèi)容易與50"輸入端口達到阻抗匹配。因此,通過在貼片天線上設(shè)計CSRR和條形縫隙結(jié)構(gòu),天線的諧振和阻抗匹配的頻率范圍能夠有效擴展。圖4天線輸入阻抗測試結(jié)果Fig.4Measuredinputimpedanceoftheantenna在天線工作頻段范圍內(nèi)任意選擇了1.8GHz和4.2GHz兩個頻點測試天線的輻射方向圖,用以驗證天線輻射性能。圖5(a)和圖5(b)分別是測試的1.8GHz和4.2GHz兩個頻點的三維輻射方向圖,并且以dBi尺度顯示。由圖5(a)可見,天線在1.8GHz,的輻射類似于沿x軸擺放的偶極子天線,其在垂直于x軸的方向上有較強的輻射。而由圖5(b)可見,在4.2GHz,天線在xoy平面有兩個較強的輻射主瓣。同時,由圖5可以看到,人工電磁媒質(zhì)的加入使天線輻射方向圖和普通矩形貼片天線的輻射方向圖有所不同。通過調(diào)整天線擺放位置,可以在所需要的方向上進行信號的發(fā)射和接收。(a)在1.8GHz的三維方向圖(b)在4.2GHz的

【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種新型寬頻帶多頻微帶天線設(shè)計[J]. 潘勇,熊江,李潘.  電訊技術(shù). 2015(04)



本文編號：3145459