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具有3.4/5.5GHz双阻带特性的单极子超宽带天线
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为了获得阻带特性，在圆盘单极子天线中引入矩形槽，槽的尺寸L1=15 mm，L=2 mm，W1=3．5 mm，天线的电压驻波比随频率的变化情况如图8所示，可以看出天线在WiMAX频段(3．4～3．7 GHz)具有较好的阻带特性。为了避免WLAN频段(5．2／5．8 GHz)的干扰，需在超宽带中引入双阻带。因此，在圆盘单极子天线的矩形槽中引入第2个矩形槽，其尺寸为LL1=8 mm，LL2=3 mm，W1=2．6 mm，Wg=1．4 mm，并且将内槽延伸到外槽两臂的间隙之间如图9所示。双矩形槽圆盘单极子天线的驻波特性随频率的变化情况如图10所示，可以看出，在2．3～15 GHz的频段内具有良好的驻波特性，并且在WiMAX(3．2～3．8 GHz)和WLAN(5．1～5．9 GHz)频段具有阻带特性。
为了进一步研究天线的结构，对天线参数进行了分析。阻带特性主要由W1，Wg，LL1，W2决定，各种不同的阻带可以通过适当的改变双矩形槽的尺寸来获得。图11所示的天线辐射单元在不同频率的电流分布，可以看出，第一(3．5 GHz)和第二(5．5 GHz)阻带分别与外槽，内槽的尺寸有关系，即外槽改变了天线低频的电流分布状况，形成低频阻带,而内槽改变了天线高频的电流分布，形成高频阻带。如图12所示，在其他参数不变时，随着W1从2．5 mm增大到4．5 mm，第一阻带想低频移动。参数Wg，W2主要决定第二阻带，如图13，14所示Wg和W2对天线性能的影响。在其他参数不变的情况下，随着Wg和W2的减小，第二阻带分别向低频和高频移动。图15表明，LL1对天线的第二阻带的带宽具有重要影响。因此，双矩形槽的尺寸对改变天线阻带的位置和阻带带宽具有重要的意义。通过改变双矩形槽的尺寸可以方便地在不同的频带内实现阻带和改变阻带带宽。
最后，研究了天线的远场辐射方向图。图16分别给出了天线在3 GHz，6 GHz，9 GHz时的远场增益方向图，表明设计的天线在H面(yoz面)具有全向辐射特性，并且所有的方向图变化相对较小。
3 结束语
设计并制作了一副紧凑的印刷圆盘单极子超宽带天线，它可以完全覆盖2．4 GHz和超宽带频段，并且在WiMAX(3．2～3．8 GHz)和W1AN(5．1～5．9 GHz)频段具有双阻带特性。天线的驻波特性和远场辐射方向图表现出良好的特性。仿真和测量结果具有较好的一致性，吻合良好。因此，所设计的天线在超宽带通信系统中具有一定的实用价值。
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