宽带寄生单极天线设计

周彬,逯贵祯,胡宇鸣

(中国传媒大学信息工程学院,北京100024)

1 引言

通信技术的发展对现代通信系统提出了更高的要求,不仅要求高质量地传输语言、文字、图像、数据等信息,而且要求设备宽带化、小型化、通用化。因为无线通信系统信道容量不断扩充、传输速率不断提高的需求要求通信设备的宽带化,同时系统集成化和设备便携性的需求要求通信设备的小型化,宽带小型天线应运而生。

传统的超宽带天线,如对数周期天线、阿基米德螺旋天线、等角螺旋天线以及它们的变形等,不是天线结构过于复杂就是馈电网络设计复杂[1-4]。单极子天线具有结构简单,体积小,易于加工、安装以及全向辐射等特点,但是高度有限的无加载单极天线的带宽相对较窄[5-8]。本文所研究的新型加载宽带线天线是一种通过对天线加载寄生单元,然后对振子排列组合而产生宽带频段的单极天线。借助Ansoft HFSS电磁仿真软件,通过对影响天线性能的主要因素进行理论分析、优化仿真后得到适于加工的天线模型。仿真及实验研究表明:该天线系统在保持单极子天线优良特性的同时,工作频段在60M-210MHz,实现了宽带特性。

2 理论分析

文献[1]给出了设计经验:

(1)简单的振子组合也可以有宽带效果,不同的振子可以在不同的频率发生谐振,如果振子的谐振点比较近,则可以实现宽带效果;

(2)对称的天线结构可能具有水平全向的辐射特性;

(3)对天线进行加载可以使天线在有限的尺寸内实现宽带化;