1 导言
自从2002年2月美国联邦通讯委员会（FCC）将3.1-10.6GHz频段划归超宽带（UWB）的民用频段=，UWB无线通讯体系的规划和运用便成为了无线通讯范畴剧烈竞赛的焦点。作为超宽带体系的重要组成部分，超宽带天线的规划也成为了科学界和工程界的抢手研讨课题。可是在UWB频段内存在其他无线通讯体系，比方3.3-3.6 GHz的WiMAX和5.15-5.825 GHz的WLAN等。
为了减小UWB体系与其他无线通讯体系的彼此搅扰，具有陷波功用的超宽带天线也被广泛研讨。近年来已经有许多具有陷波功用的超宽带天线相继被提出，其间很多的陷波结构都是经过在天线上开槽完成的。关于微带类超宽带天线，还能够经过在地板开槽或许馈线处加载谐振器来完成陷波功用。但关于共面波导馈电超宽带天线，大部分陷波都是经过在辐射体上开槽完成的，关于如安在地板完成陷波功用的研讨并不多。
本文提出了一种具有双阻带功用的共面波导馈电超宽带天线。这两个阻带别离是经过在天线的地板两头对称地开两条槽和在辐射体上开槽来完成的，阻带的中心频率别离为5.5和3.5 GHz。实测与仿真成果标明该天线在希望阻带外的其他UWB频段内表现出杰出的宽带阻抗匹配特性与安稳的增益，而且该天线具有杰出的全向辐射特性。
图1 天线结构图
图2 陷波超宽带天线什物图
2 天线规划
本文提出的具有双阻带功用的共面波导馈电超宽带天线结构如图1所示，天线的全体尺度为L×W =30×30 mm2。其主要辐射单元是一个半径R=18 mm的圆片的一部分。共面波导传输线具有50om的特性阻抗，宽度为L1=4 mm,与地板之间的距离为g=0.5 mm。两头地板各自切除了一个三角形来完成更好的阻抗匹配。
该天线的两个阻带是经过在上述超宽带天线的地板和辐射单元上开槽别离完成的。经过在两头地板挨近馈线方位各开一条细槽能够完成一个阻带，槽的长度约为希望阻带中心频率对应波长的1/4。一起，在辐射体上开槽完成了天线的第二个阻带，槽长约为希望阻带中心频率对应波长的1/2。经过调理各槽的长度、宽度与方位能够获得阻带功用杰出的陷波超宽带天线。
图3 天线的电压驻波比特性
（a）E面（XOZ面）
(b) H面（YOZ面）
图4 天线在3.1 GHz 的辐射方向图
(a) E面（XOZ面）
(b) H面（YOZ面）
图5 天线在7 GHz 的辐射方向图
该天线被印制在相对介电常数为er=4.4，厚度为h=1.6 mm的FR4介质板的同一侧。这种共面结构简单加工与集成，本钱低价，且与射频电路之间的影响很小。天线的各个参数是经过运用Ansoft公司的HFSS软件仿真优化的成果，最优的成果为：L×W =30×30 mm2，g=4 mm，d=0.5 mm， gap=1.3 mm，R=18 mm，W1=9.9 mm，W2=1.8mm，W3=9 mm，W4=0.7mm，L1=7.8 mm，L2=0.92 mm，L_slot1×W_slot1=7.8×0.22 mm2，L1_slot2=12.6 mm，L2_slot2= 10 mm，L3_slot2=1 mm，W_slot2=0.3 mm， W1_slot2= 3.7 mm。天线的什物相片如图2所示。
3 成果与评论
天线的丈量运用了安捷伦公司的矢量网络分析仪，型号为N5230A。图3为电压驻波比（VSWR）的丈量与仿真成果比照图，这两个成果符合地很好。丈量与仿真成果标明：该天线在5.15-5.825 GHz的WLAN和3.3-3.6 GHz的WiMAX两个频段内均满意VSWR > 3，而在两个频段外的其他UWB频段内根本满意VSWR 2，然后有用按捺了UWB体系与这两个通讯体系之间的潜在搅扰。
图4-6是天线在3.1，7.0和10 GHz三个频点的归一化E面（XOZ面）和H面（YOZ面）丈量仿真比照辐射方向图。由图可知，天线在低频时其辐射特性与半波阵子类似，E面为一个8形，H面具有全向辐射特性。跟着频率的添加，方向图有必定的恶化，可是其H面仍然是挨近全向的，标明该天线在整个超宽带频段内具有杰出的全向辐射特性。
(a) E面（XOZ面）
(b) H面（YOZ面）
图6 天线在10 GHz 的辐射方向图
图7是天线的增益特性图。在整个超宽带频段内，天线增益根本安稳在平均值为3.5 dB左右。而且在规划的两个阻带内，其增益有明显下降，在3.5和5.5 GHz两个阻带中心频率的增益别离下降至-7和-4 dB，有用按捺了UWB与WLAN和WiMAX的彼此影响。
图7 天线增益图
4 定论
本文提出了一种具有双阻带功用的共面波导馈电超宽带天线。仿真与丈量成果标明，该天线完成了在3.1-10.6 GHz频段内VSWR 2的宽带阻抗匹配，可是在希望的WLAN和WiMAX阻带内天线满意VSWR > 3，有用按捺了UWB体系与其他通讯体系的潜在搅扰。在整个频段内，天线具有平均值约为3.5 dB的安稳增益，而且在两个阻带内增益有明显下降。天线还具有近似全向的辐射特性，标明该天线是一种功用杰出、具有实用价值的超宽带天线。
