摘要：提出了一种微带馈电的超宽带天线。该天线印刷在覆铜介质基板上，介质基板尺寸为30 mm x 35 mm x 1. 5 mm，材料是介电常数为4.4的FR4介质。利用仿真软件HFSS对天线参数进行仿真和优化。通过在微带面上开缝，可实现天线频带宽度（S‑<-10 dB) 2.5 GHz-11.5 GHz，相对带宽达128%。结果表明，该天线不仅满足超宽带要求，而且结构简单，体积小，适合在UWB通信中应用。

    近年来，随着对无线通信需求的不断增加，超宽带技术作为一种短距离高速率无线通信技术越来越受到人们的关注，因此设计一种结构简单、性能良好的超宽带天线具有重大的现实意义。2002年美国FFC （Federal Commu-nications Commission）规定UWB频段为3. 1 GHz - 10. 6 GHz,小型化超宽带天线引起国内外学术界的广泛关注。为了实现微带印刷偶极子天线宽带性能，国内外学者提出了多种多样的天线结构[6-8]， U槽贴片天线、蝴蝶结形、单极子天线等被广泛应用于UWB通信，但是目前这些天线体积较大。参考文献[4]设计的天线采用的是将等腰梯形与圆弧形相结合的方式对接地板进行开槽实现带宽（V$WR < 2）为3 GHz - 11. 8 GHz。出于实际制作和应用的考虑，本文在微带贴片辐射元上开缝，设计一种能满足UWB通信的小型化超宽带天线，便于与射频电路集成，并利用仿真软件HFSS对天线进行建模和优化。实验表明，所设计的天线能很好地满足超宽带应用的需求。

1天线结构设计

    微带天线是在带有导体接地板的介质基片上贴加导体薄片而形成的天线，它利用微带线或者同轴线等馈线馈电，在导体贴片与接地板之间激励起射频电磁场，并通过贴片四周与接地板间的缝隙向外辐射。通常介质基片的厚度与波长相比是很小的，而馈电网络又可与天线结构一起制成，剖面薄，体积小，从而实现了小型化。微带导体贴片一般采用规则形状的面积单元，如矩形、圆形或圆形环薄片的微带贴片。在相同的频率工作时，矩形贴片可获得比圆形贴片稍高的效率、增益及更宽的频带。增大天线带宽的方法有：多贴片、缝隙加载、集总元件加载（包括短路针）以及双馈点等。这些方式各有利弊，如：多贴片和集总元件加载都会使天线的结构变复杂，而双馈点时谐振频率调谐范围受到一定的限制、开槽可能改变谐振频点等。因此，在设计时，必须综合考虑，使得相应的参数满足设计要求。本文设计的天线的基本结构如图1所示，该天线印刷在覆铜介质基板上，由接地面、缝，隙贴片单元、馈电结构组成。介质基板尺寸为30 mm x 35mmx1.5 mm，接地面的尺寸为30 mm x 11. 5 mm，缝隙的宽度都是0.5 mm。材料是介电常数为4.4的FR4介质，采用缝隙贴片单元与接地面进行馈电。其实影响天线辐射性能的因素有很多，主要是由辐射贴片的尺寸、几何形状和缝隙的尺寸决定，在HFSS中建立模型，对天线几何尺寸进行优化。

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