小型化超宽带平面单极天线的设计与分析

谢泽会，任景英，郝双洋，赵红梅

(1.郑州轻工业学院电气信息工程学院，河南 郑州 450002;2.中国联通河南省分公司，河南 郑州 450045)

责任编辑:薛 京

自2002年2月FCC在02-48号报告及规则中批准了UWB(3.1～10.6 GHz)频段用于民用，从此对UWB天线的研究飞速发展。UWB贴片天线如微带天线、槽线天线等具有结构平面化、易于小型化、便于集成等优点，非常适用于便携通信。但槽线天线属于行波天线，其设计较为困难，与槽线相比，微带天线适于PCB电路集成。从现有的文献资料看，目前对UWB天线的研究主要朝着高性能、小型化、平面化及具有线性相位方向发展［1-2］。

平面单极天线除具有微带天线的大多数优点外，同时还克服了其大部分缺点，如平面单极天线的带宽较宽、性能受介质基片材料的影响较小等，把平面单极天线应用于UWB通信中是最近几年的研究热点。目前市场上已有不少天线产品，但大多数产品还是传统的UWB天线，如喇叭天线、双锥天线、螺旋天线等。针对3.1～10.6 GHz的小型化UWB天线产品还比较少，国外生产的小尺寸天线主要通过采用具有高介电常数的陶瓷介质，尺寸能达到10 mm×10 mm×1 mm。国内目前针对UWB天线的研制都还是实验室产品，文献［3］采用单极天线模型，但把地板和辐射体共面设计成平面结构，该天线具有超过3.7∶1的工作带宽及良好的方向图特性，由于采用矩形辐射片，天线体积较大，尺寸为42 mm×39 mm。文献［4］采用圆盘单极天线的模型，在1～20 GHz的频率范围内反射损耗的测量与仿真结果都大致能保证在-10 dB以下。但天线采用的是立体结构，天线尺寸为16.4 mm×23 mm，不便于集成。……