韩涛+张明军+王红成

摘 要： 设计了一款具有双陷波特性的平面超宽带天线。超宽带基础天线的馈电采用渐变式阶梯阻抗匹配结构，使得天线具有宽阻抗匹配能力。通过在椭形辐射器内进行开窗，以及在地面添加矩形寄生单元，实现了天线的双陷波特性。测试结果表明，该天线的工作带宽（VSWR<2）为3.1～10 GHz，工作在超宽带（UWB）频率范围，两个陷波分别在3.3～4.0 GHz和5.0～5.85 GHz，可以應用于WiMAX和WLAN频段的信号抑制。仿真与实测结果表明，该天线结构简单，具有良好的陷波功能，能够很好地应用于超宽带通信系统中。

关键词： 超宽带； 双陷波特性； 寄生结构； 开窗结构

中图分类号： TN929?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）01?0063?04

Abstract： A planar ultra?wideband （UWB） antenna with dual band?notched characteristic was designed. The gradual stepped impedance matching structure is adopted by the feed of the UWB base antenna to make the antenna have the matching capacity of wide impedance. The windowing was conducted inside the elliptic radiator and the rectangular parasitic element was added into the ground to realize the dual band?notched characteristic of the antenna. The test results show that the operation bandwidth of the antenna is 3.1～10 GHz when VSWR is less than 2， it works at the frequency range of UWB； the dual band?notched characteristic is shown in 3.3～4.0 GHz and 5.0～5.85 GHz， and widely used in the signal suppression of WiMAX and WLAN frequency bands. The simulation and actual measurement results show that the antenna has simple structure and excellent band?notched function， and can be well applied in the UWB communication system.

Keywords： ultra wideband； dual band?notched characteristic； parasitic structure； windowing structure

0 引 言

自2002年美国联邦通信委员会（FCC）将3.1～10.6 GHz频段规划为超宽带（UWB）的商用频段后，超宽带通信技术引起了越来越多的关注[1]。超宽带作为一种新型短距离、高速率无线通信技术，被应用于无线音视频传输系统中。与此同时，由于超宽带系统的频段非常宽，在工作时很容易受到如WiMAX频段（3.3～3.7 GHz）、WLAN频段（5.15～5.825 GHz）等窄带通信系统的通信干扰[2]。为了解决通信干扰的问题，可以在超宽带系统前端引入各种滤波器进行频带选择，减少窄带系统和超宽带系统的干扰，但这样不仅会增加系统的体积而且阻抗匹配会更加困难[3]。因此，直接在UWB天线的基础上设计出具有陷波特性的天线结构显得尤为重要。

利用不同的结构能够实现超宽带天线的陷波功能，文献[4?5]在天线结构中引入寄生单元，文献[6?7]采用分形结构，文献[8?9]加入调谐枝节，文献[10?12]利用开槽的方法。本文通过在椭形辐射器内进行开窗，以及在地面添加矩形寄生单元，提出一种具有双陷波特性的UWB天线结构，并对该天线进行仿真和测试。该天线的馈电采用渐变式阶梯阻抗匹配结构，实现宽频段内的阻抗匹配，然后对天线的椭形单元开缝和在地板上添加寄生单元，实现双陷波特性。……