小型化超宽带盘锥天线设计

邱真钰，陈星

（四川大学电子信息学院，成都 610064）

0 引言

现代社会已经全面进入信息化时代，通信系统需要传输的信息量越来越大，对无线通讯设备也有了更高的要求。超宽带（ultra wide band，UWB）通信有着高速率传输、高频谱利用率、高保密性、强定位能力、系统简单、成本低［1］、多径分辨能力强等诸多优势［2］，成为现代通信的发展趋势。

现有研究中的宽带和超宽带天线的类型很多，例如TEM 喇叭天线［3］、螺旋天线［4］、Vivaldi天线［5］、双锥天线［6］和盘锥天线［7］等，但仅有非常有限类型的天线能够实现10倍频以上的带宽，盘锥天线是其中之一。

盘锥天线主要由馈电端口、锥体和圆盘三部分组成，结构简单，具有超宽带特性，由于其结构轴对称，还具有良好的水平全向辐射特性。盘锥天线由双锥天线变形而来，可以看成上锥体半张角为θ=90°，锥体半张角为α的双锥天线，保持了双锥天线的良好的宽频带和水平全向辐射特性，且尺寸减小一半，也避免了双锥天线不稳定的缺点［8］。传统结构的盘锥天线电尺寸大约为四分之一波长，尺寸仍然较大。天线的Q（品质因子）值［9］是与天线的尺寸呈反比关系；天线的尺寸越小，其Q值越大，则其带宽越有限。所以紧凑结构和超宽带性能这两个指标通常是矛盾的。因此，设计能够同时实现超宽带、紧凑和简洁结构特性的盘锥天线具有一定的挑战性。

本文通过顶部加载，提出了一种新型小型化超宽带全向盘锥天线。短波频段对应的波长长度较大，所以需要减小天线的物理尺寸。……