O 引 言
最近几十年微带天线的发展非常迅速,但微带天线其本身具有的固有带宽十分狭窄,很难应用于更多更广的领域中,所以对微带天线带宽展宽的研究具有十分重要的意义。近来超宽带天线成了一个热门的话题,但是展宽贴片天线频带十分困难。在对天线进行设计时,既要实现天线的宽带化,又要限制天线的尺寸大小,而且还要满足天线的驻波、增益等指标,类似这样的天线设计问题是十分困难的。如何协调好上述关系以获得最佳天线结构,则成为宽带天线设计的核心问题。该文讨论用L型探针方法来展宽贴片天线带宽的方法,仿真设计出了一个中心频率为1 000 MHz带宽为32%的L型探针馈电的贴片天线。
1 中心频率1 000 MHz的L型探针馈电天线的设计及仿真
1.1 模型确定
设计指标为中心频率为1 000 MHz,带宽为30%以上。当频率等于l 000 MHz时,波长(单位:m)如下式所示:
εr=1(即为空气或者泡沫基片),天线模型尺寸初步设计如下:L=16.5 cm,W=14.5 cm,Lp=5.54 cm,D=1.06 cm,基片厚度2.58 cm,探针直径O.53 cm,如图1所示。通过HFSS软件对其进行仿真设计,设计的仿真模型、俯视图、侧视图如图2~图4所示。
在图1中,L表示为贴片的长度,W为贴片的宽度,Lp为探针的左端到右端的距离,D为探针左端到贴片的距离,模型基片厚度固定为2.58 cm。
1.2 仿真调试
对上述仿真模型进行仿真,得到的仿真结果如图5所示。
图5为在模型尺寸:L=16.5 cm,W=14.5 cm,Lp=5.54 cm,D=1.06 cm,t=2.58 cm下得到的驻波比曲线图,此时的带宽只有7.5 %左右,且中心频点离1 000 MHz漂移也有点大,结果与设计指标相差甚多。为了得到设计指标结果,调整参数,首先调整贴片的大小来增加贴片天线的带宽,然后再调整贴片与探针的相对位置来满足频点指标,于是将贴片尺寸进行缩小,尺寸如下:长L为16.5 cm,宽W为12.5 cm,其余参数均不改变,对其再进行仿真分析,得到的驻波比图如图6所示。