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O 引 言
伴隨著移動無線通信技術的迅猛發(fā)展，特別是一些可攜帶移動通信設備的需求，小型化超寬印刷微帶天線的研究技術得到快速發(fā)展。美國通信委員會于2002年將3．1～10．6 GHz頻段作為超寬通信使用，使超寬天線技術的研究成為一個新的研究熱點。
大量的不同類型超寬帶平面微帶單集子天線出現(xiàn)在相關文獻中，如矩形、橢圓形、圓形、多面形等，但是有的很難與其他的微波器件集成在一起。最近有些文獻提出了對地開矩形縫隙的處理，提高了主抗帶寬。文獻提出了對貼片開縫隙提高YZ平面輻射特性的一種方法，但其主抗帶寬較小。在此提出了一種新型又形結構單集子微帶天線，通過對原始五邊形貼片結構進化、優(yōu)化，使得主抗帶寬在3．5～14 GHz。特別是對地做半圓形縫隙的處理，提高了天線的輻射特性，而未對主抗帶寬形成較大影響。通過應用電磁高頻仿真軟件HFSS的仿真，此天線結構在3．5～8 GHz的頻段內(nèi)，其XZ面具有良好的全向性，并且在YZ面具有類偶集子輻射特性，在這個頻段內(nèi)，其輻射特性有較好的穩(wěn)定性。
l 天線結構
天線的結構如圖1所示。仿真中的天線應用相對介電常數(shù)為4．4，tan σ=0．02的FR一4介質，其厚度h=1 mm，其尺寸為Wg=25 mm，L=25 mm，通過微帶饋電。利用高頻電磁仿真軟件HFSS對天線進行仿真、優(yōu)化，其最終結構如圖1所示。
天線各個參數(shù)分別如下：Lg=8．5 mm，L1=14．5 mm，L2=12．5 mm，L3=4 mm，Wl=4 mm．W2=3．1mm，W3=1．5 mm，W4=2．5 mm，W5=1．8 mm，其中對地開了一個小半圓縫隙，其半徑R=0．9 mm�？梢钥闯龃颂炀�結構能夠很好地和其他的微波電路集成在一起，饋線的主抗設置為50 Ω，1．8mm×10mm。
2 仿真結果
如圖2所示，其阻抗帶寬為3．5～14 GHz，其中心頻率為8．25 GHz�？梢钥闯龃私Y構具有兩個諧振點，分別是4．27 GHz和8．34 GHz。地板的半圓縫隙降低了5～8．2 GHz這個頻段的s11參數(shù)，對12～14 GHz有明顯的影響，但對其他的頻段沒有什么影響。可見地板的半圓形縫隙的引入對s11參數(shù)影響不大。
圖3是對地開半圓縫隙與未做處理的輻射圖對比，可以看出在XZ，YZ面的輻射圖均有很大改善。在XZ平面半圓縫隙對低頻影響較大，降低了增益，使得增益在這個頻段內(nèi)變化比較平滑。在YZ平面，半圓形縫隙對90°，270°影響較大，使得在這個角度范圍內(nèi)增益變化較小，而對其他角度沒有太大影響。同樣半圓縫隙在YZ面對低頻段也有較大的影響，提高了O°，180°輻射增益，降低了90°，270°的輻射增益，使得整體輻射具有較好的穩(wěn)定性，對高頻段影響較小。可能半圓縫隙產(chǎn)生了低頻斷諧波，使得XZ，YZ平面變化均較平滑。表1列出了4～8 GHz內(nèi)，XZ平面的最高增益和最低增益。
3 結 語
通過對天線各個參數(shù)的優(yōu)化，以及在地平面開了一個半圓形縫隙，提高了天線輻射特性，該天線結構在4～8 GHz內(nèi)，在XZ平面具有良好的全向性；在YZ平面具有類偶集子輻射特性。
