王　慷,方　鑫,万小刚

(中国电子科技集团公司第三十八研究所,合肥 230088)

一种宽带贴片偶极子天线设计

王慷,方鑫,万小刚

(中国电子科技集团公司第三十八研究所,合肥 230088)

摘要：结合微带天线和偶极子天线的优势,设计了一种低剖面的宽带贴片偶极子微带天线单元。通过仿真与优化,扩展了频带带宽。在C频段的电压驻波比小于2、相对带宽达到80%。同时,天线单元的增益在频带内均大于5.5 dB,频带内辐射效率大于92%。天线单元可用于共形天线阵列的设计,有良好的应用前景。

关键词:微带天线；偶极子天线；宽带

0引言

微带天线由于体积小、重量轻、低轮廓、易与载体表面共形、制造工艺简单、成本低、易与有源器件和电路集成等诸多优点而得到了广泛的重视。微带天线的缺点在于工作频带窄。谐振型微带天线主要工作在频率谐振点附近,当工作频率偏离谐振点时微带天线工作频带内阻抗匹配遭到破坏。

增加微带天线带宽的一般方法有:降低Q值,减小介质材料介电常数以及增加介质层厚度；采用多层贴片结构,不同层贴片分别控制不同的谐振频率,当频率靠近时可增加带宽；加阻抗匹配网络；采用不同贴片型式,如三角形、梯形、U型和E型等等。

本文主要将微带天线与偶极子天线形式结合,扩展天线单元带宽至80%,有很好的应用前景。

1微带天线设计原理

设计微带天线首先要确定其尺寸大小。假设天线工作频率为f,光速为c,使用的介质基片的高度为h,介电常数为εr,则微带天线的辐射贴片的宽度W: