AMPS頻段低剖面寬帶微帶天線(xiàn)的設計

圖4新型低剖面寬帶天線(xiàn)實(shí)物圖

圖5傳統E形和新型E形寬帶天線(xiàn)的駐波特性

3數值仿真與測試結果

在電磁仿真軟件HFSS的優(yōu)化結果的基礎上，制作了天線(xiàn)樣品。圖4為天線(xiàn)樣品的實(shí)物照片。圖5所示的駐波曲線(xiàn)分別是普通E形貼片微帶天線(xiàn)(?=1.2cm)，新型低剖面寬帶E形貼片微帶天線(xiàn)(?=1.2cm)的仿真結果以及新型低剖面寬帶E形貼片微帶天線(xiàn)的實(shí)測結果。從圖中可以看出，通過(guò)引入分布式LC電路，產(chǎn)生了一個(gè)與原普通E形貼片微帶天線(xiàn)諧振頻率靠近的另一個(gè)新的諧振頻率，從而大大地展寬了天線(xiàn)的帶寬。新型低剖面寬帶E形貼片微帶天線(xiàn)的實(shí)測結果和仿真結果基本吻合，在820MHz到900MHz的頻段內駐波系數均小于2，表明該天線(xiàn)具有9%的阻抗帶寬。圖6所示的是該新型低剖面寬帶E形貼片微帶天線(xiàn)的輸入阻抗在Smith圓圖上的位置。與圖2中的曲線(xiàn)相比可以看出，通過(guò)引入該分布式LC電路，輸入阻抗曲線(xiàn)在Smith圓圖上明顯往上偏移，輸入阻抗的感性分量得到了有效補償，并且產(chǎn)生了新的諧振點(diǎn)。

圖7所示的是天線(xiàn)在860MHz處E面和H面內的仿真和實(shí)測方向圖。通過(guò)比較容易看出，實(shí)際測得的E面和H面內的主極化方向圖和仿真結果吻合得較好。同時(shí)可以看出，盡管地板尺寸與貼片尺寸相當，但由于四周外壁的引入，使得該天線(xiàn)仍然具有較好的前后比（約12dB）。仿真得到的增益和通過(guò)對比法測得的實(shí)測增益均達7dBi，表明本文所提出的設計方法不會(huì )帶來(lái)增益的下降。

圖6新型低剖面寬帶天線(xiàn)的輸入阻抗

(a)新型低剖面寬帶天線(xiàn)E面仿真和實(shí)測方向圖

(b)新型低剖面寬帶天線(xiàn)H面仿真和實(shí)測方向圖

圖7

4結論

基于傳統E形貼片微帶天線(xiàn)，提出了一種新的低剖面寬帶微帶天線(xiàn)的設計方法。仿真結果和實(shí)測結果均顯示，該天線(xiàn)中引入的LC諧振電路，不僅可以有效地拓寬天線(xiàn)工作頻帶，而且可以大大地降低天線(xiàn)的剖面高度，適于在小型寬帶通信系統中應用?？諝鈱雍穸葍H為0.0344λ0，天線(xiàn)總的高度僅為0.043λ0，遠小于國內外文獻中報道的同類(lèi)天線(xiàn)的縱向高度。