微帶天線具有體積小,、重量輕,、易饋電、易與載體共形等優(yōu)點,，廣泛直用于測量和通信各個領域,。但是，微帶天線的窄頻帶特性在很多方面限制了它的廣泛應用,，因此展寬微帶天線的帶寬具有十分重要的意義,。

　　近年來，人們在展寬微帶天線的帶寬方面做了很多的研究：增大基板厚度,，降低介電常數(shù);采用電磁耦合多諧振來擴展帶寬的方式,，采用縫隙耦合饋電的方式，采用多層結構,。

　　本文在對上述各種展寬帶寬技術的比較研究之后,，通過在U型微帶天線中間加一段傳輸線構成新型的E型微帶天線，實現(xiàn)了天線阻抗頻帶的展寬,。利用HFSS模擬仿真以及實測結果表明,，這種天線在工作于4.25～5.366 GHz時，其相對帶寬達到了23.2%,，且采用了傳統(tǒng)的同軸饋電,，結構簡單，易加工,。

　　1 天線設計與分析

　　微帶天線的結構如圖1所示：

　　貼片的長為L,，寬為W，饋電點位置為(P_x,，P_y),，U_l和U_w為U型天線尺寸，U型天線中間增加的微帶線的長度和寬度分別為E_l和E_w,，微帶天線離地面的高度為H,。當E_l為零時即為U型天線，E_l不為零時為E型天線,。

　　天線采用傳統(tǒng)的同軸饋電方式,。天線與地面之間采用空氣為介質，減少采用高介電常數(shù)介質帶來的損耗,，同時呵達到增加頻帶寬度的目的,。

　　從圖2、3可知,，隨著E_l的增大，高頻諧振頻率點變小，在E_l=14.5 mm時候高頻諧振點獲得較好的匹配,，當E_l繼續(xù)增大時候匹配變差,。
隨著E_l的增大，高頻諧振頻率點變小曲線

　　由圖4可得,，隨著E_w增大,，低頻諧振點匹配變差,，而高頻諧振點匹配變好。通過調節(jié)中間傳輸線的長度E_l和寬度E_w可獲得兩個匹配較好的諧振頻率點,。

　　如圖4可得,，隨著P_y的值增大,，天線匹配越好，但是天線工作頻帶變小,。通過調節(jié)P_y值,，可獲得最佳的天線匹配和頻帶的展寬。
不同P_y的Sn曲線

　　2 仿真與實測結果分析

　　經(jīng)過多次仿真優(yōu)化后得出E型微帶天線的具體尺寸,，表1為U型天線和E型天線的尺寸(單位：mm)。根據(jù)表中參量的值
U型天線和E型天線的尺寸

　　采用HFSS對本文所設計的微帶天線進行仿真,，仿真結果如圖5～圖7所示,。

　　圖5是U型微帶天線和E型微帶天線的回波損耗曲線圖。
U型微帶天線和E型微帶天線的回波損耗曲線圖

　　由圖可得,，U型天線S11小于-10 dB的頻率從4.715～5.035 GHz,，中心頻率為4.875GHz，頻帶寬度BW=0.32 GHz,，相對帶寬為6.5%;E型天線S11小于-10 dB的頻率從4.25～5.364 GHz,，中心頻率為4.807 GHz，頻帶寬度BW=1.114 GHz,，相對帶寬為23.2%,，相對于U型天線帶寬展寬3.5倍。因此,，在U型天線中間加入傳輸線可以有效展寬帶寬,。

圖6，圖7是E型天線在兩諧振點的E面和H面方向圖,。

E型天線在兩諧振點的E面和H面方向圖

　　由圖可得,，微帶天線的最大增益達到9 dB，較之傳統(tǒng)的微帶天線增益(5 dB)有較大的增加。

　　圖8為E型天線加工的實物圖,。圖9為用AgikntE5071C網(wǎng)絡分析儀測試E型天線的S11曲線,，實測S11小于-10 dB的頻帶為4.09～5.06GHz。
E型天線加工的實物圖

　　由于加工粗糙和饋電端口誤差導致對天線頻移和帶寬的減小,，但和仿真的結果相近,。

　　3 結語

　　針對做帶天線窄帶的特性，本文提出了一種有效展寬微帶天線頻帶的方法,。通過在U型微帶天線中間加一段傳輸線,，適當調整同軸饋電點和傳輸線的長寬，實現(xiàn)了寬頻帶高增益的E型微帶天線的設計,。天線工作在4.25～5.366 GHz頻帶內,，且增益達到了9 dB，相對帶寬達到23%,，可運用于IEEE 802.1 1 a(5 GHz)頻段的無線局域網(wǎng),。本文給出了實測結果，并與仿真結果一致,。