一种可用于体域网的小型化超宽带天线设计

发布时间：2021-06-20 09:01

　　基于FR4环氧板,设计了一种可用于体域网的非对称共面波导馈电的超宽带天线。该天线由Y型贴片、梯形地板和三叉戟共面馈线组成。Y型贴片、圆形贴片、三角形贴片实现4～5 GHz的中低频处带宽小于-10 d B的效果,梯形地板和三叉戟共面馈线实现7～14 GHz的高频处带宽小于-10 d B的效果。该天线采用非对称共面波导的馈电方式,具有良好的共面性与高度的集成性,使得天线的总体尺寸更小,辐射贴片的面积为22 mm×21 mm。与以往的小型化超宽带天线相比,该天线具有尺寸更小、带宽更宽的优势。经网络矢量分析仪测试结果表明,该天线在2. 14～11. 32 GHz的超宽带频段内回波损耗小于-10 d B（相对带宽为136. 4%）,可适用于2. 4/5. 2/5. 8 GHz无线局域网、3. 5/5. 5 GHz WiMAX、LTE频段38和LTE频段40。同时,该天线距离人体大于5 mm时的比吸收率（SAR）小于2 W/kg,满足国际标准。 

【文章来源】：电子元件与材料. 2020,39(01)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

天线设计过程

通过使用电磁仿真软件ANSOFT HFSS 15对天线参数进行扫描与优化，表1为天线的最佳设计尺寸。基于表格中的尺寸，制作了天线实物，如图3所示。2 仿真及实际测试结果

当r1不同尺寸时，对应的S11仿真结果如图4所示，添加圆形贴片，对4～5 GHz频率范围内的S11有显著的改善。但7～11 GHz频率范围内的S11有所恶化，其主要原因是圆形贴片导致天线匹配度降低。当L3不同尺寸时，对应的S11仿真结果如图5所示，三叉戟共面馈线在提高天线匹配的同时也对7～14 GHz频率范围内的S11有显著改善，其主要原因是三叉戟共面馈线使连接到辐射贴片的每个馈电点产生强大的垂直电流，进而允许更多的垂直电流分量流入辐射贴片，进一步改善天线高频处的S11。

【参考文献】：
期刊论文
[1]体域网超宽带天线设计[J]. 吴洪浪,马兆斌,杨松波,马漫婷.  电子世界. 2019(06)
[2]一种小型化双向辐射超宽带缝隙天线的设计[J]. 陈奋忠.  厦门理工学院学报. 2018(05)



本文编号：3238892