宽带天线基本的发展情况可以分为这样几个阶段,20世纪50年代。开始有了初步的宽带天线理论,这一时期的主要应用领域是广播电视通信领域。

从20世纪50年代到90年代这一期间,宽带天线理论获得了长足的发展,多种多样的宽带理论被提出,并被广泛的利用于通信及雷达探测等国防军事领域。上世纪90年代,真正现代意义上的超宽带天线引起了研究人员的兴趣,2002年以后随着美国联邦通信委员会开放了民用超宽带设备的使用频段,超宽带技术获得了长足的发展。61669

然而有关超宽带陷波天线的研究值到近年才逐渐引起人们的重视,

1 基于开U型槽的陷波天线设计

文献1提出了这样一种设计思路,在超宽带单极子天线上加载两个缝隙结构, 分别在5~ 6GH z和3. 3~ 3. 6GH z产生陷波。测试验证陷波处天线

的增益和效率很低, 形成干扰抑制, 达到解决UWB与WLAN、WMiAX之间干扰的目的。设计图如图1-1所示

   天线的设计图及尺寸

图1-1天线的设计图及尺寸

本设计基于微带单极子天线结构, 将矩形贴片底部改成梯形结构, 以展宽天线的带宽。贴片中间加入两个U 型缝隙结构, 分别对应3. 3GH z和5. 5GH z陷波频段, 缝隙长度近似为陷波处对应波长的一半。在接地板上加载缝隙以实现较好的阻抗匹配。

文献2同样提出使用刻U型槽的方法来解决陷波的问题,所不同的是,文献2使用了五边扇形贴片,同时将一个U型槽开在了辐射贴片和馈线相连接的地方这不同于文献1的设计,可以较好的改变天线开槽后的驻波比的特性,天线的设计图如图1-2所示,开U型槽前后的天线驻波比特性图如图1-3所示

天线尺寸及结构示意图开凿U型槽前后的天线驻波比的特性

按照电路理论分析,加载缝隙其实相当于在电路中引入并联的电感和电容,从而在原电路中加入了一个并联谐振点,造成阻抗失配,从而形成较大的反射系数。

2.基于CSRR金属开口谐振环的陷波天线设计文献综述

还有一种比较广为人知的方法是利用互补金属开口谐振环( complementary split-ring resonators,CSRR)的阻带特性在超宽带天线的潜在干扰频段内产生陷波这一特性来设计符合要求的陷波天线。金属开口谐振环( split-ring resonator,SRR)由英国科学家J. B. Pendry 等人在研究左手材料的过程中首次提出,SRR是由一对开口方向相反的同心金属环组成,CSRR 是其互补结构,由一对开口方向相反的介质缝隙组成,即通过在金属介质上刻蚀SRR 得到,图1 为SRR 和CSRR 的结构示意图。CSRR 具有很高的品质因数,单个CSRR 即可在其谐振频率附近产生陡峭的阻带,具有结构简单、尺寸容易控制的优点。

SRR和CSRR的结构示意图

文献3就是使用了这一方法设计了一种超宽带陷波天线,作者采用在天线的圆形辐射贴片上刻蚀方形CSRR 的方法,成功实现了天线的双陷波功能。

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