网站首页  词典首页

标题	具有多阻带特性的超宽带天线研究与设计
范文	郭世宇　华伟　崔琳 摘 要： 设计一种具有多阻带特性的平面超宽带天线，采用在辐射贴片开C型槽和H型槽的方法实现天线在WiMAX频段和WLAN频段的带阻抑制特性。U型槽孔产生高于10.6 GHz的高频阻带，同时馈线终端的阶梯结构实现了多频宽带的匹配。该天线在3.16～3.73 GHz，4.63～6.02 GHz以及高于10.6 GHz的超宽带频带内形成阻带，表明其在工作频带内有良好的抗干扰能力。此外，在天线的通带内有良好的全向特性，结果表明该设计方法的有效性。 关键字： 超宽带天线； 阻带特性； U型槽； 阶梯结构 中图分类号： TN822?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2015）09?0068?02 Abstract： A planar ultra?wideband （UWB） antenna with multiple band?notched characteristic is designed. The bandnotched characteristic in the frequency range of WiMAX and WLAN is achieved by etching the C?shaped and H?shaped slots on the radiated patch. High frequency band?notched which is higher than 10.6 GHz is generated by the U?shaped slot， and the matching of multi frequency wide?band is implemented by the staircase structure of the feeder terminal. The notched band is shaped within 3.16～3.73 GHz， 4.63～6.02 GHz and above 10.6 GHz among the UWB frequency range of the antenna， it indicates that the antenna has good anti?interference ability in the working frequency range. Meanwhile， the design method proved by good omnidirectional character in pass?band of the antenna is effective. Keywords： UWB antenna； band?notched characteristic； U?shaped slot； staircase structure 0 引 言 近些年，随着现代无线通信技术的迅猛发展，低功耗、小型化、高传输速率和抗干扰能力成为现代无线通信的关键技术。尤其是在2002年美国联邦通信委员会允许3.1～10.6 GHz超宽频段的商业许可后，超宽带天线的研究与设计受到越来越多的关注。与此同时，由于超宽带天线具有尺寸小、重量轻和传输速率高等优点，被大量地应用到各种无线通信中。目前已经有很多的天线设计满足3.1～10.6 GHz超宽带通信无线电频带通信的需要[1]。 但是随着通信协议的增加，频谱资源的分配与使用也越来越紧张。在3.1～10.6 GHz超宽带通信无线电频段内还存在其他的一些窄带系统，形成了频带交叠的现象。例如，工作在3.3～3.7 GHz频带的Worldwide Interoperability For Microwave Access （WiMAX）和工作在5.15～5.825 GHz频带的Wireless Local Area Network （WLAN）。这种频带交叠现象的出现会导致超宽带通信系统与其他通信系统在工作时会产生冲突和相互干扰。因此，很多方法被用来研究超宽带天线的带阻特性，以减小窄带通信对超宽带系统的影响[2?3]。例如：附加滤波器，寄生单元或者是开槽的方法[4?10]。但是这些具有带阻特性的天线大部分是研究超宽带天线的单阻带或是双阻带抑制。除此之外，还较少考虑到超宽带天线高频截止特性，难以满足频谱资源愈发紧张的要求。 本文提出一种结构紧凑的超宽带天线。通过辐射贴片上C型和H型槽孔实现WiMAX和WLAN的阻带抑制特性，阶梯结构改善了天线的宽频带特性，并且利用馈线上的U型槽孔获得了天线的高频截止特性。同时，在天线的通带内有良好的全向辐射方向图，具有一定的使用价值。 1 天线的结构设计 天线的结构设计如图1所示。天线的尺寸为32 mm[×]22 mm，整体印制在厚度为1.6 mm，相对介电常数为4.4的FR4介质基板上。天线的辐射贴片部分为不规则的矩形。为了获得WiMAX和WLAN频段的带特性，在辐射贴片上开了一对C型槽和一个H型槽，其中C型槽宽度为0.5 mm，H型槽宽度为0.3 mm。辐射贴片与馈线终端连接处采用了阶梯结构，大大改善了超宽带天线的宽带特性。馈线上的U型槽孔引起了高于10.6 GHz频带的带阻特性，U型槽孔的宽度为0.2 mm。 该天线基于一个无带阻特性的UWB天线基础上，在天线上开槽获得带阻特性。与此同时，改变槽孔的长度、宽度以及位置可以获得不同的阻带。一般情况下，槽孔的长度约是中心频率处波长的一半，可由经验公式（1）计算： 通过调节槽孔参数可以改变带阻特性，从而得到理想的天线性能。其原理是在天线结构中引入抑制频率的LC谐振回路，槽孔参数的改变导致回路LC值的变化，结果影响了抑制的中心频率和相应的阻带特性。最后得到的优化参数如下：[Wsub=]22 mm，[Lsub=]32 mm，[W=]15 mm，[L=]11 mm，[Lgrd=]12.5 mm，[W1=]5 mm，[W2=]4.5 mm，[L1=]4 mm，[W3=]11.4 mm，[L2=]3 mm，[W4=]2 mm，[L3=]2 mm，[W5=]2 mm，[L4=]1.5 mm，[W6=]1.3 mm，[L5=] 3.6 mm，[Wf=]2.8 mm。 2 结果与分析 图2为天线的电压驻波比（VSWR）的测量与仿真结果对比图。从仿真结果和测试的结果可以看出，两曲线吻合较好，误差的原因可能与天线的制造误差或者测试环境的改变有关。从图中还可以看出天线在3.16～3.73 GHz，4.63～6.02 GHz以及高于10.6 GHz的频带内VSWR>2，而在其他的频带内VSWR<2，满足了带阻特性的要求，从而减少了系统间的相互干扰。 3 结 语 本文提出一种结构紧凑的具有多阻带特性的超宽带天线。天线具有3.16～3.73 GHz，4.63～6.02 GHz以及高于10.6 GHz频带的三个阻带抑制特性，其中3.16～3.73 GHz和4.63～6.02 GHz的阻带分别由辐射贴片上一对C型槽孔和H型槽孔产生，高于10.6 GHz的阻带由馈线上的U型槽孔产生。馈线终端的阶梯结构改善了超宽带天线的宽带特性。天线实现了WLAN，WiMAX以及高于10.6 GHz频带的带阻特性，在通带内有良好的全向辐射方向图，并且该天线尺寸小，易与电路集成，具有一定的使用价值。 参考文献 [1] 钟顺时，梁仙玲，延晓荣.超宽带平面天线技术[J].电波科学学报，2007，22（2）： 308?315. [2] WANG Chen， YAN Ze?hong， LI Bo， et al. A dual band?notched UWB printed antenna with C?shaped and U?shaped slots [J]. Microwave and Optical Technology Letters， 2012， 54（6）： 1450?1452. [3] YAZDI M， KOMJANI N. Planar UWB monopole antenna with dual band?notched characterristics for UWB applications [J]. Microwave and Optical Technology Letters， 2013， 55（2）： 241?245. [4] AZIM R， ISLAM M T， MOBASHSHER A T. Dual band?notch UWB antenna with single tri?arm resonator [J]. IEEE on Antennas and Wireless Propagation Letters， 2014， 13： 670?673. [5] 邓云丹，闫丽萍，董金生.具有带阻特性的新型超宽带天线的设计[J].四川大学学报：自然科学版，2009，46（2）：392?394. [6] 李运志，吴先良，苏雪娟.一种新型具有带阻特性的超宽带天线[J].电子科技，2009，22（9）：1?4. [7] 宋一川，丁君，郭陈江.具有双频陷波特性的超宽带印刷天线研究[J].微波学报，2013（1）：65?69. [8] 张雨农，韦高，闫伟.一种新型双阻带单极子超宽带天线的设计[J].计算机仿真，2013（1）：250?253. [9] 周喜权.一种新型超宽带双陷波平面单极子贴片天线设计[J].电讯技术，2013（10）：1362?1366. [10] 程小双，华伟.具有带阻特性的超宽带天线[J].四川大学学报：自然科学版，2013，50（3）：541?544. 技术文
随便看	石河子市区中学田径教学现状及对策研究 以优秀传统文化为指导，推进小学生德育教育 夯实阅读积淀，提升人文素养 雏鹰争章促德育，春风化雨立德行 探讨在藏区小学校园中融入中华优秀传统文化 如何创造优质校本课程 功夫在文外——对“如何提高中学生作文能力”的认识 高中生物理学习困难成因分析及应对策略研究 善审度常攻心 浅谈在《道德与法制》教学中如何激发学生的情感 浅谈如何提高小学生学习数学的兴趣 谈如何教好珠心算 小学数学课堂教学中“学困生”的有效转化 留守儿童学习习惯现状及培养策略 浅谈如何培养学生的数学思维品质 浅谈学生的自主学习和创新能力的培养 论如何构建小学班主任与学生的和谐关系 我的班主任工作管理成长之路 “项目学习”在初中数学教学中的应用研究 高中政治教学中案例教学法的应用研究 分析小学语文阅读教学中读写结合教学模式的运用 基于生活化的小学数学教学实践研究 案例教学法在思想政治课教学中的应用研究 探析激励教育在小学语文教学中的应用 小学语文作文教学中学生实践能力的培养研究 nonintelligence nonintelligences non-intelligent nonintelligent nonintelligently noninteracting noninteractive non-interactive nonintercepting noninterceptive noninterchangeabilities noninterchangeability non-interchangeable noninterchangeable noninterchangeableness noninterchangeablenesses noninterchangeably non-intercourse noninterdependent noninterdependently noninterest non-interference noninterfering noninterferingly nonintermittence 拳头上站的人，胳膊上走的马。 拳头上走得马，臂膊上立得人 拳头不打笑脸 拳头不认人 拳头产品 拳头企业 拳头作品 拳头厂 拳头商品 拳头大是哥哥，个头壮是强梁 拳头对拳头，木棒对木棒 拳头打不着跳蚤 拳头打在棉花上 拳头打在海绵上——没有反应 拳头打跳蚤 拳头捣大蒜——辣手 拳头捶辣椒 拳头文学 拳头朝外打，胳膊往里弯 拳头朝外打，胳膊朝里弯 拳头熟不如人头熟 拳头砸核桃 拳头砸跳蚤——有劲使不上 拳头硬的是大哥 拳头舂青椒——辣手

科学优质学术资源、百科知识分享平台，免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。