姚佩+张斌珍+段俊萍+孙玉洁

摘 要： 设计一种基于缺陷地结构（DGS）的三角形微带天线，通过在三角形贴片表面和三角形接地面上分别嵌入冰晶状槽和DGS实现双频操作，同时增加了天线的带宽，并使用Ansoft HFSS软件对天线进行仿真，天线覆盖Wimax 3.5/5.5 GHz两个频段，对应的10 dB回波损耗带宽分别是9.1%（3.36～3.68 GHz）和1.8%（5.45～5.55 GHz）。此外，通过对介质基板的形状进行比较后发现，与通常使用的矩形介质基板相比，三角基板具有更好的阻抗带宽和更小的体积。最后，对天线进行加工和测试，在3.5 GHz和5.5 GHz频段对应的实测带宽是8%（3.38～3.66 GHz）和1.6%（5.44～5.53 GHz），测试与仿真结果基本一致。

关键词： 三角形微带天线； 缺陷地结构； 三角形基板； 双频操作； Wimax； 冰晶状槽

中图分类号： TN823+.16?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2018）03?0006?04

Abstract： A triangular microstrip antenna based on defected ground structure （DGS） was designed. The slot in ice crystal shape and DGS are embedded on the surface of the triangular patch and triangular ground connection to realize the dual?frequency operation， which can extend the bandwidth of the antenna. The Ansoft HFSS software is used to simulate the antenna. The antenna covers the frequency bands of Wimax 3.5/5.5 GHz， and their bandwidths corresponding to 10 dB return loss are 9.1% at 3.36～3.68 GHz and 1.8% at 5.45～5.55 GHz respectively. In comparison with the commonly?used rectangular substrate， the triangular substrate has more perfect impedance bandwidth and smaller size. The antenna was processed and tested. At 3.5 GHz and 5.5 GHz frequency bands， the corresponding measured bandwidths is 8% at 3.38～3.66 GHz and 1.6% at 5.44～5.53 GHz， which are consistent with the simulation results.

Keywords： triangular microstrip antenna； DGS； triangular substrate； dual?band operation； Wimax； ice crystal shaped slot

0 引 言

微带天线[1?2]是在一块厚度远小于工作波长的介质基片的一面敷以金属辐射片、一面全部敷以金属薄层作接地板而成；辐射片可以根据不同的要求设计成各种形状。微带天线以其质量轻、体积小、加工简单、易实现共形等优势获得了广泛研究与应用。但微带天线的不足在于工作频段窄，表面波损耗严重，天线辐射效率低，易产生谐波和杂散波分量，对介质基板的影响敏感，易产生天线性能的变化等。以往的研究[3?5]对于辐射贴片的设计通常使用较为规则的形状，如矩形、圆形或方形，相比于这些形状的辐射贴片，三角形辐射贴片具有体积小、结构紧凑、易于激发高次谐波等优势[6?7]。微带天线实现多频操作的方式有很多，如使用谐振交叠技术的多层微带贴片天线，加载短路探针或开槽改变天线表面电流路径等。……