搜狐首页 科技 法医秦明

手机搜狐

SOHU.COM

超宽带频率可重构矩形介质谐振天线

在本文中,一款超宽带频率可重构介质谐振天线(FR-DRA)被提出并讨论。这个天线能够在4.15GHz~8.25GHz实现两个不同频段的切换。本文提出的DRA介电常数为10.2,由一段“U”型微带线馈电,并且在馈电网络的一支装有一个p-i-n二极管来实现“开”和“关”的两种状态,从而实现了两个不同频段的转换。与此同时,在两种工作频段下也有很好的匹配。该天线整体的尺寸大小是40x40x1.58mm3。结果表明FR-DRA可以提供两种不同工作频率的转换,并且它们的阻抗带宽分别是35%和20%。

一、引言

介质谐振天线是目前天线研究的一个热门方向,其具有许多传统天线所不具备的优点,比如低损耗、宽频带、高增益、低成本等[1]。在毫米波至太赫兹频段,金属的趋肤效应会变的非常显著,因此,金属天线的效率会大幅降低。相反,介质天线几乎完全由介质构成,不受趋肤效应的影响,因此,介质天线在毫米波及太赫兹波段具有更大的应用价值[2-3]。

另外,在无线领域的需求量增加,导致天线在降低成本的同时又要提高自身的性能,这种种的苛刻条件使得天线设计者们开始研发多功能的天线,而最近可重构天线受到了极大的关注,因为这一类天线自身有改变系统需求的能力或者能够自动地适应不同的环境条件。可重构天线也是多种多样的,无论窄带或宽带,都可以工作在某目标频段。当然还有许多优点,比如可重构能力、多功能性、小型化、低成本等。这些优点可以有机的结合到无线系统当中[4-5]。尽管传统的金属天线也存在可重构的方法,但是对于DRA来说很少有频率是可重构的。在现有的一些文献中,他们运用了不同的方法来实现频率可重构[6-8]。比如一些频率可重构的DRA是通过在地板和DRA之间增加空气带隙来改变频率,还有一些通过在馈电网络上增加开关的方法来改变工作频率,更特殊的还有通过改变水面的高度来改变介质块的高度,从而实现了频率的可调。基于现有的文献,还没有一个频率可重构的天线可以实现从一个宽带到另一个宽带的转变。

在本文的设计中,超宽带频率可重构介质谐振天线被提出和研究,一个二极管开关加载在“U”型微带线的一边,来实现两种工作频段的转换。在设计中利用HFSS(High Frequency Structure Simulator)软件对天线进行仿真,为了能够实现所需功能,对天线结构尺寸进行了仿真优化比较,并在文中给出了天线反射系数、方向图,增益等结果图,然后结合仿真结果进行分析总结。

精选