小地板上小型化宽频带半U型槽微带天线设计

图4  半U型开槽微带贴片天线实测带宽(25.5%)。

ψ=0

ψ=90

图5  半U型开槽微带贴片天线中心频率实测方向图

图2为该天线结构在商业软件ZELAND IE3D中建模分析的阻抗特性曲线。从图中可以看出天线电磁仿真的相对带宽为24%。图3为该天线结构在商业软件ZELAND IE3D中建模分析的中心频率的远场辐射方向图的结果。图4为该天线的阻抗特性曲线，从图中可以看出该天线的实测阻抗特性曲线形状同图2中有些区别，但是就整个带宽范围而言变化不大，估计产生原因应该是仿真模型和实测模型在馈电部分的差异造成的，由于贴片结构并无变化，所以个带宽范围并没有较大变化。

实测的天线阻抗带宽约为25.5%。图5为该天线的实测中心频率处的远场方向图。同图3的比较可以看出ZELAND IE3D的仿真结果较为平滑，图5中的实测天线方向图有稍微的波动，就其原因我们认为是ZELAND IE3D的计算是基于GREEN函数的分层介质模型，由于介质没有截断，仿真得到的远场方向图中没有表面波在介质截断面处的辐射贡献，所以得到的仿真方向图结果较为平滑。而实测结果中既包含了天线本身的辐射又叠加了介质截断面处表面波的辐射，所以波瓣出现了稍微的波动，同时测量误差也是造成波瓣出现了波动的原因之一。

3  结论

半U型槽的微带贴片天线有25.5%的带宽较传统微带天线的带宽提高了5倍以上，并且在地板和天线尺寸几乎相同的情况下天线增益达到了2dBi以上，且结构上比较简单，加工比较方便，是一种较好小型化宽频带天线形式。