小型化超宽带盘锥天线设计
2021-03-14邱真钰陈星
现代计算机 2021年36期
关键词:结构
邱真钰,陈星
(四川大学电子信息学院,成都 610064)
0 引言
现代社会已经全面进入信息化时代,通信系统需要传输的信息量越来越大,对无线通讯设备也有了更高的要求。超宽带(ultra wide band,UWB)通信有着高速率传输、高频谱利用率、高保密性、强定位能力、系统简单、成本低[1]、多径分辨能力强等诸多优势[2],成为现代通信的发展趋势。
现有研究中的宽带和超宽带天线的类型很多,例如TEM 喇叭天线[3]、螺旋天线[4]、Vivaldi天线[5]、双锥天线[6]和盘锥天线[7]等,但仅有非常有限类型的天线能够实现10倍频以上的带宽,盘锥天线是其中之一。
盘锥天线主要由馈电端口、锥体和圆盘三部分组成,结构简单,具有超宽带特性,由于其结构轴对称,还具有良好的水平全向辐射特性。盘锥天线由双锥天线变形而来,可以看成上锥体半张角为θ=90°,锥体半张角为α的双锥天线,保持了双锥天线的良好的宽频带和水平全向辐射特性,且尺寸减小一半,也避免了双锥天线不稳定的缺点[8]。传统结构的盘锥天线电尺寸大约为四分之一波长,尺寸仍然较大。天线的Q(品质因子)值[9]是与天线的尺寸呈反比关系;天线的尺寸越小,其Q值越大,则其带宽越有限。所以紧凑结构和超宽带性能这两个指标通常是矛盾的。因此,设计能够同时实现超宽带、紧凑和简洁结构特性的盘锥天线具有一定的挑战性。
本文通过顶部加载,提出了一种新型小型化超宽带全向盘锥天线。短波频段对应的波长长度较大,所以需要减小天线的物理尺寸。……
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