一种超宽带频率可重构矩形介质谐振天线的研究

图3、二极管通断时反射系数

通过图3我们可以清楚的看出两种宽频带的工作状态，当开关"开"时，工作频率是由4.10GHz~4.61GHz和5.83GHz~ 6.42GHz，阻抗带宽为21%，在这个频段内的应用很多，可以用于无限城域网；当开关"关"时，工作频率是由8.16~8.68GHz，在这个频段内的阻抗带宽为6%左右，在这个频段可以用于X波段卫星通讯。

在DRA上加入金属贴片同样也可以达到展宽带宽的目的。图4是加入金属贴片后的侧视图。

图4、天线模型俯视图和侧视图

通过图5可以得到在加入金属贴片之后，该天线的阻抗带宽有了一个明显的提高。在二极管处于接通状态时，工作频率是4.15GHz~5.80GHz，阻抗带宽是35%；在二极管处于断开状态时，工作频率是6.85GHz~8.25GHz，阻抗带宽是20%，从而形成了超宽带天线。

图5、二极管通断时反射系数

在图6中分别给出了两个工作状态，三个谐振频率的E面和H面的辐射方向图，其中4.37GHz和5.45GHz是开关"开"的时候的谐振频率，而7.39GHz则是开关"关"的时候的谐振频率。

(a)、4.37GHz E面和H面方向图

(b)、5.45GHz E面和H面方向图

(c)、7.39GHz E面和H面方向图

图6、三种频率下yz平面(E面)和xz平面(H面)方向图

根据图6得出，在二极管导通的时候，H面的方向图几乎是全向的。而在二极管截止的时候，E面和H面的方向图看起来都有一些残缺，这是由于频率升高，不对称结构和电流分布的不平衡所引起的，与此同时，在该工作模式下天线是线极化的。

四、总结

本文提出了一款超宽带频率可重构矩形介质谐振天线，该天线可以工作在两个带宽较宽的频段内。该DRA放置在一个40x40x1.58mm³尺寸的介质基板上，并且利用一边带有二极管开关的"U"型微带线进行馈电，二极管的通断决定了该天线的两种工作频率，可以在4.12GHz~8.85GHz之间进行调节。这样的天线可以应用在无线城域网和X波段的卫星通讯等方面。

作者：西安电子科技大学 胡劲涵 周俊娜

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