0 引言

    單極子天線由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔和全向輻射特性而獲得廣泛應(yīng)用,，平面印制單極子天線可在電路板上直接蝕刻完成，同時(shí)不需要進(jìn)行平衡到不平衡的轉(zhuǎn)換,，其制作方便并且可與電路集成,，是常用的天線類型。印制單極子天線通過(guò)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)能獲得非常大的阻抗帶寬,，常見的方案是通過(guò)改變單極子的形狀結(jié)構(gòu)或者接地板的形狀結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)寬頻帶的阻抗匹配^[1-5],。例如文獻(xiàn)[1]中提出一種印刷三角形單極子天線；文獻(xiàn)[3]設(shè)計(jì)了一種印刷橢圓形單極子天線,，通過(guò)在微帶線的屏蔽導(dǎo)體上開一個(gè)凹槽來(lái)調(diào)整天線的阻抗帶寬,；文獻(xiàn)[4]分析了圓形單極子天線的特性；文獻(xiàn)[5]通過(guò)在接地面上端引入漸變梯形結(jié)構(gòu)調(diào)整饋入端接地面間隙,實(shí)現(xiàn)印制矩形單極子天線的超寬帶特性,。

    常見的印制單極子的形狀包括圓形,、橢圓形,、三角形、半圓形,、多邊形等結(jié)構(gòu),。對(duì)比分析這些不同形狀的印制單極子天線，不難發(fā)現(xiàn),，它們具有相似的阻抗特性,。它們的阻抗帶寬對(duì)其形狀變化并不敏感，這是因?yàn)橛∷螛O子天線的阻抗帶寬性能及工作原理是一致的,，其寬帶特性可被視為理想單錐天線的非頻變特性,。此類超寬帶單極子天線難以實(shí)現(xiàn)小型化設(shè)計(jì)，其輻射振子的最小尺寸受限于其最低設(shè)計(jì)頻率,，而且在高頻端由于振子的電尺寸變大,，其方向圖出現(xiàn)副瓣，進(jìn)而波束指向改變,，失去全向輻射特性,。

    利用容性加載能夠有效地提高電小天線的輻射效率，通過(guò)加載改變振子上的電流分布,，實(shí)現(xiàn)低頻的匹配是實(shí)現(xiàn)天線小型化的有效方法。但是對(duì)于印制結(jié)構(gòu)天線,，為了實(shí)現(xiàn)較大的電容加載,，往往使得振子結(jié)構(gòu)變化較大而破壞了其全向輻射特性^[6-8]。

    超材料諧振器結(jié)構(gòu)緊湊,，利用貼片與接地板結(jié)構(gòu)可以方便形成等效超材料模型,，因此它在微帶天線設(shè)計(jì)中具有很大的吸引力^[9-10]。然而,，超材料諧振器天線存在著頻帶窄,、增益小等缺點(diǎn)^[9-13]。為了克服這些缺點(diǎn),，天線設(shè)計(jì)中一般采用加載電磁帶隙,、短路枝節(jié)，甚至多層結(jié)構(gòu)或者厚介質(zhì)板等方法,，通過(guò)激發(fā)多諧振多模式增加帶寬,。但是，這種設(shè)計(jì)不僅增加制造的復(fù)雜性,，其引入的非對(duì)稱結(jié)構(gòu)也會(huì)導(dǎo)致天線輻射方向圖傾斜或變形^[13-15],。

    本文采用新型零磁導(dǎo)率諧振器(MZR)對(duì)印刷天線進(jìn)行加載，增加天線帶寬,，減小天線尺寸,。諧振器尺寸很小,，可直接刻蝕于單極子上，保持了天線的緊湊特性,。

本文詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)下載:http://forexkbc.com/resource/share/2000002921

作者信息:

李曉峰,，彭  麟

(桂林電子科技大學(xué) 信息與通信學(xué)院，廣西 桂林 541004)