一種新型小尺寸三陷波超寬帶天線設計

蔡際周，官伯然

(杭州電子科技大學 天線與微波技術研究所，浙江 杭州 310018)

美國聯(lián)邦通信委員會在2002年通過了允許將超寬帶(Ultra Wide Band ,UWB)技術應用于民用通信的規(guī)范，并劃分了3.1～10.6 GHz的工作頻帶，UWB技術得以迅速發(fā)展[1]。UWB技術有超寬的信號傳輸帶寬、低發(fā)射功耗以及高速數(shù)據(jù)傳輸速率等優(yōu)點[2]，因此具有非常廣闊的發(fā)展前景。然而隨著各種通信協(xié)議的不斷增加，頻譜資源也日益緊張。比如在UWB通信頻段內(nèi)同時還存在著如3.7～4.2 GHz的C頻段衛(wèi)星系統(tǒng)、5.15～5.825 GHz的無線局域網(wǎng)絡(Wireless Local Area Network ,WLAN)和7.9～8.4 GHz的X頻段衛(wèi)星系統(tǒng)等各種窄帶通信系統(tǒng)。為避免UWB通信系統(tǒng)中的其它頻段的干擾，使用濾波器是一種常見的辦法，但是這樣會增加系統(tǒng)的復雜性，也不利于系統(tǒng)的集成化和小型化。為解決上述問題，科研人員設計出了具有陷波特性的UWB天線。

近年來，多種具有陷波特性的UWB天線被廣泛研究[3-15]，一般都是引入可以產(chǎn)生陷波特性的幾何結構，如在天線輻射體上蝕刻各種形狀的縫隙或者槽線以及缺陷地等結構來獲得所需頻段上的陷波。現(xiàn)有文獻中提出的具有陷波特性的UWB天線主要有以下不足：陷波頻段無法精確地完全覆蓋C波段衛(wèi)星系統(tǒng)、WLAN系統(tǒng)和X波段衛(wèi)星系統(tǒng)等窄帶通信系統(tǒng)；天線尺寸較大，沒有滿足小型化要求，集成難度大；天線幾何結構復雜，給天線制作帶來很大困難。

針對這些不足，本文提出了一種帶有三陷波特性的UWB天線。結構簡單，整體尺寸為30 mm×30 mm×1.6 mm。完全覆蓋所需的陷波頻帶，這些陷波的頻段分別是通過在天線的圓形輻射貼片上內(nèi)嵌一對Y型貼片、地板蝕刻出的倒U型貼片和饋電線旁邊放置一對開口諧振環(huán)實現(xiàn)的。……