一種基于FDTD分析的多頻帶單極天線(xiàn)

2 數據仿真和試驗結果
通過(guò)上述仿真分析，在保證天線(xiàn)輸入端的S11參數小于-10 dB，最終確定了天線(xiàn)的結構尺寸，其中L1=21．3 mm，L2=18．75 mm，L3=22 mm。根據優(yōu)化后的天線(xiàn)結構，制作了試驗天線(xiàn)，見(jiàn)圖4。利用Agilent矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀E5701B(頻率范圍300 kHz～6 GHz)對天線(xiàn)特性進(jìn)行了測量，天線(xiàn)S11的實(shí)際測量頻率范圍是0．5～2．5 GHz。圖5給出了天線(xiàn)S11的測量結果和仿真結果。從仿真數據可以得到，天線(xiàn)在低頻帶的工作頻率為863～973 MHz，高頻帶的工作頻率為1 690～2 100 MHz；而實(shí)際制作的試驗天線(xiàn)在低頻段的工作頻率為888～990 MHz，比GSM900(890～960 MHz)的工作頻帶略寬，高頻段工作頻頻率167～2 200 MHz，覆蓋了DCS／PCS／TD-SCDMA(1 710～2 025 MHz)的所有工作頻帶。同時(shí)，從圖中可以看出，實(shí)際的測試結果與仿真的數據相比，實(shí)際制作的天線(xiàn)在GSM900比較吻合；在DCS／PCS／TD-SCDMA高頻帶，測量數據與仿真數據略有一定偏差，試驗天線(xiàn)在1 860 MHz有一個(gè)諧振點(diǎn)，此外寄生輻射分枝的諧振頻率相對變高。

圖6比較了天線(xiàn)仿真方向圖和試驗天線(xiàn)的測試方向圖。由仿真天線(xiàn)方向圖可知，天線(xiàn)方向圖與典型的單極天線(xiàn)方向圖非常接近，垂直平面內的輻射方向圖具有比較好的全向性能，同時(shí)工作頻率的提高，使水平方向圖中波瓣增加，但垂直平面內仍保持較好的全向特性。比較仿真的方向圖和實(shí)際測試的方向圖，由于測試數據的波動(dòng)，導致兩者形狀差別很大，但實(shí)測方向圖與仿真數據相比在幅度上基本一致。

3 結語(yǔ)
提出的多頻帶單極天線(xiàn)采用一開(kāi)槽的輻射片和耦合饋電的寄生輻射分枝，使得在888～2 200 MHz的頻帶范圍內能獲得多個(gè)諧振頻率，因此設計天線(xiàn)能夠滿(mǎn)足GSM900／DCSl800／PCSl900和TD-SCDMA雙模移動(dòng)通信終端對天線(xiàn)的要求。采用經(jīng)過(guò)仿真優(yōu)化后的天線(xiàn)結構制作的試驗天線(xiàn)，其回波損耗能滿(mǎn)足設計要求，并與軟件仿真結果相一致。
本文提出的多頻帶單極天線(xiàn)，其高度很低，但與地平面的距離還有縮小空間，可進(jìn)一步研究距離縮短導致帶寬變窄的改善措施，同時(shí)，考慮未來(lái)通信可能使用2．3～2．4 GHz頻段，可繼續研究具有更寬帶寬的單極天線(xiàn)。