超宽带微带天线的波概念迭代法分析.pdfVIP

第26卷 第 6期 电 波 科 学 学 报 VoL26，NO．6 2011年 12月 CHINESE J0URNAL 0FRADIO SCIENCE December．2O11 文章编号 1005—0388(2011)06—1126—06 超宽带微带天线的波概念迭代法分析 姬五胜 。 杨 帆 罗全珍。 张 玉。 赵宇杰 (1．兰州城市学院 电子信息科学与技术研究所 ，甘肃 兰州 730070； 2．兰州理工大学计算机与通信学院，甘肃 兰州 730050) 摘 要 随着无线通信系统的快速发展 ，具有宽带宽、增益高、尺寸小的超宽带微带 天线受到广泛的关注 。利用波概念迭代 法 (WCIP)结合传输线理论仿真 了双层和三 层结构的超宽带微 带贴片天线，计算 了该天线的回波损耗、驻波比等参数；对 比分析 了WCIP在计算效率上的优势 ；分析 了电路层数对天线带宽的影响 ，发现增加 电路 层数是天线带宽展 宽的一个有效途径。同时，与软件 HFSS仿真结果的对 比验证 了 wCIP分析微波多层 电路 的正确性和有效性。 关键词 超宽带微带贴片天线；波概念迭代法；传输线理论；多层电路结构 ；回波损 耗 ；驻波 比 中图分类号 TN602 文献标志码 A WCIP结合传输线理论 分析 了双层和三层 的超 1．引 言 宽带微带天线 ，计算出了天线的回波损耗 、驻波比等 具有宽带宽的超宽带微带天线 由于能够满足无 参数 ；对比分析 了WCIP在计算效率上 的优势 ；通 线通信系统对天线宽带宽的要求 ，已经成为近几年 过对比双层天线与三层天线的带宽分析了电路层数 来天线领域 的一个研究热点口]。目前对如何展宽 对天线带宽的影 响，发现增加贴片层数能够有效地 带 宽 的研 究有很 多 ，例如 EsinChang，LongS和 增加天线的带宽，同时也验证 了WCIP分析微波多 RichardsW．通过增加基 片厚度 的方法可 以得 到 层电路的有效性和正确性。 20 的频带宽度 [3；LubinYan和 HesselA．在探针 2．理论分析 耦合的微带天线上加一个尺寸较小 的寄生单元 ，可 以得到 209／6～30 的频带宽度 ；YangF．，Xue—xia WCIP以波的形式来表述 电路上、下表面 的边 Zhang和 XiaoningYe等人采用 E型贴片可将带宽 界条件 ，并在空域和谱域建立入射波和散射波的关 展宽至 3O．3 【。但是这些方法通常会 导致天线 系 (如图 1)。波概念 的定义为 尺寸增加 ，结构复杂 ，分析和制作困难等问题 ；同时 ， 1 A，一 — 二 (E + Z。J ) 这些方法对频带宽度 的展宽作用有 限，并不能满足 2√Zo 1 无线通信系统对天线的超宽带要求。本文分析了以 B 一 — (E 一 ZoJ ) (1) 增加贴片层数 (电路层数)来展宽带宽的方法 ，既能 2~／Z。 式 中：A 是交界面 的入射波 ；B 是交界面 的散 够得到较宽的带宽，满足对天线的超宽带要求 ，同时 保持了电路 的小尺寸