一种内接几何镂空的小型化超宽带UWB天线设计_张奕钦.pdf
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1、电子技术 第 52 卷 第 6 期(总第 559 期)2023 年 6 月 9Electronics 电子学用。目前为了提高微带贴片天线的带宽,除了减小品质因数Q5、增加阻抗匹配网络6、阵列7以外,采用最多的是开槽缝隙,这种方法具有结构简单、对工作频率内阻抗影响小和不会增加天线尺寸等优点8,且其具有小型化、集成度高、制作简单的优点,可以用在多种通信系统中,具有较好的应用前景。如文献9采用FR4为基板的凹槽型天线,尺寸为55mm50mm1.5mm,实现了2.28.0Ghz的UWB特性;文献10采用FR4为基板的MIMO圆形天线,尺寸为30mm18mm1.6mm,实现了313.5GHz的UWB特性
2、;文献11采用FR4为基板的迭代蜂窝状天线,尺寸为25mm18mm1.6mm,在2.611.6GHz内实现了双陷波的UWB特性;文献8采用F4B0 引言超宽带(ultra-wideband,UWB)天线系统因具备传输速率高、功耗低、分辨率高等优点,广泛运用于军事雷达,短距离无线通信等领域。由于其频带宽、体积小、数据传输速率高1,容易与射频集成电路相匹配等优点,越来越多地应用于消费移动端,如蓝牙耳机、可穿戴式设备、汽车通信以及未来无线网络2-4等。1 研究背景UWB天线是一种微带贴片天线,通过对单层双面覆铜板进行图案绘制、蚀刻、裁切等步骤所得到。通过选用不同介电常数的覆铜板和设计不同的图案,可以
3、得到性能各异的天线。但是微带天线的固有缺点是阻抗带宽窄,限制了其在微波领域中应作者简介:张奕钦,上海材料研究所上海市工程材料应用与评价重点实验室,上海材料研究所有限公司;研究方向:高分子复合材料与天线射频。收稿日期:2022-11-01;修回日期:2023-06-12。摘要:阐述对天线结构进行改进,经过仿真设计和计算优化,提出了一种尺寸为14mm21mm 0.84mm,介质为FR4,具有阶梯状馈电与内接镂空圆与六边形的UWB天线,天线结构紧凑,具有体积小,质量轻的特点。仿真结果表明,天线-10dB的阻抗带宽在4.225.7GHz,E面与H面方向图增益完整,实现了超宽带UWB天线特性,最高增益达
4、到5.2dB,平均增益为3dB,适用于UWB天线通信系统。关键词:通信工程,超宽带天线,小型化,微带贴片天线。中图分类号:TN822文章编号:1000-0755(2023)06-0009-03文献引用格式:张奕钦,倪妮,马峰岭.一种内接几何镂空的小型化超宽带UWB天线设计J.电子技术,2023,52(06):9-11.一种内接几何镂空的小型化超宽带UWB天线设计张奕钦1,倪妮2,马峰岭1(1.上海材料研究所上海市工程材料应用与评价重点实验室,上海材料研究所有限公司,上海 200080;2.上海航天控制技术研究所,上海 200233)Abstract This paper describes h
5、ow to improve the antenna structure.After simulation design and calculation optimization,a new antenna with a size of 14 mm21mm0.84mm is proposed,the medium is FR4,and the UWB antenna with stepped feed and inner hollow circle and hexagon is compact in structure,small in size and light in weight.The
6、simulation results show that the impedance bandwidth of the antenna-10dB is 4.225.7GHz,the E-plane and H-plane pattern gains are complete,and the UWB antenna characteristics are realized.The maximum gain is 5.2dB,and the average gain is 3dB,which is suitable for UWB antenna communication systems.Ind
7、ex Terms communication engineering,ultra wideband antenna,miniaturization,microstrip patch antenna.Design of a Miniaturized Ultra Wideband UWB Antenna with Internal Geometric HolesZHANG Yiqin1,NI Ni2,MA Fengling1(1.Shanghai Institute of Materials,Shanghai Key Laboratory of Engineering Materials Appl
8、ication and Evaluation,Shanghai Institute of Materials Co.,Ltd.,Shanghai 200080,China.2.Shanghai Institute of Aerospace Control Technology,Shanghai 200233,China.)10 电子技术 第 52 卷 第 6 期(总第 559 期)2023 年 6 月Electronics 电子学(DK=2.2)为基板的阶梯形阻抗匹配型天线,尺寸为22mm13mm0.8mm,实现了2.622.1GHz的UWB天线。针对上述大多数天线尺寸大、带宽小的问题,本文提
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