應(yīng)用于UWB的對(duì)數(shù)周期天線分析與設(shè)計(jì).pdf

1、自從20世紀(jì)50年代末對(duì)數(shù)周期天線問世以來，其卓越的寬帶性能使其獲得廣泛應(yīng)用。針對(duì)所需頻段不同要求，以及隨著材料工藝的發(fā)展，對(duì)數(shù)周期天線發(fā)展出多種形式。同時(shí)，美國FCC2002年2月批準(zhǔn)將一直應(yīng)用于軍事雷達(dá)的UWB部分頻段開放民用之后，UWB技術(shù)成為個(gè)人無線區(qū)域網(wǎng)及其它超短波無線通訊研究的新寵。目前開放的頻段為3.1～10.6GHz，所以研究在這個(gè)倍頻段中可以有效輻射時(shí)域短脈沖的天線亦成為此項(xiàng)研究的相當(dāng)重要的一個(gè)方面。相應(yīng)的，對(duì)數(shù)周期天

2、線以其本身固有卓越的寬帶特性成為UWB天線的候選方案之一。 本文首先對(duì)UWB技術(shù)發(fā)展、UWB信號(hào)及對(duì)天線作簡要介紹；而后介紹多種形式的對(duì)數(shù)周期天線及其應(yīng)用；并且仿真分析了適用于UWB天線的對(duì)數(shù)周期天線結(jié)構(gòu)，討論了其色散問題及解決途徑；由于UWB的特殊要求，而后采用FDTD(時(shí)域有限差分)方法分析了天線發(fā)送、接收的時(shí)域波形及其譜域分析；最后為得到更好的性能，以改變天線的結(jié)構(gòu)參數(shù)及開縫措施進(jìn)行改進(jìn)，并針對(duì)UWB系統(tǒng)所希望的小型化，從

3、改變天線結(jié)構(gòu)以及增加介電常數(shù)兩個(gè)方面來縮小天線尺寸。從分析結(jié)果可以看到，所得對(duì)數(shù)周期天線S11參數(shù)(即回波損耗：ReturnLoss)、輻射方向圖等都符合UWB對(duì)天線的要求。眾所周知，對(duì)數(shù)周期天線有色散效應(yīng)，而色散效應(yīng)將直接導(dǎo)致短脈沖的失真，但采用長振子端饋入、短振子端輻射的饋電方式可改善這一問題，本文的FDTD分析驗(yàn)證了這一點(diǎn)。雖然從天線的工作原理而言，對(duì)數(shù)周期天線是一種用結(jié)構(gòu)換取頻帶的天線，但仍可通過多種措施縮小尺寸，從而達(dá)到應(yīng)用于