一種集群通信小型化寬帶天線設計*

易 波 李麗英 陳紫琪

（中國人民解放軍78118部隊 成都 610000）

1 引言

隨著移動通信技術、空間技術和超寬帶電子技術的發展，各種電子設備均向小型化和微型化方向發展，一方面要求天線具有寬頻帶、多功能、多業務融合等特點，另一方面又要求天線的體積小、質量輕、成本低［1～2］。當天線尺寸小于十分之一波長時稱為“電小天線”［3］。此類天線帶寬、阻抗匹配等問題是設計難點［4］。

加載集總元件是天線工程中常用的小型化和寬帶方法［5～8］。微帶天線具有結構靈活，設計和制造簡單，在通信、雷達、導航等領域得到廣泛應用［9～10］。本文瞄準某型集群通信（550MHz～650MHz）天線小型化設計目標，采用加載技術和微帶技術，設計出了尺寸小于十分之一波長的電小天線，相對帶寬超過20%，加工制作了天線實物，仿真與實測結果表明所設計天線具有良好的性能。

2 小型化天線設計

圖1 為本文所設計天線基本模型。在介質基板兩側分別為饋電雙線和諧振圓環，中間通過金屬過孔連接。圓環內直徑為30mm，外直徑為36mm，金屬饋線寬度為1mm，間隔為1mm，過孔半徑為0.5mm。金屬圓環上下開口，一端用于連接饋電線，一端用于加載集電阻，天線尺寸參數如表1。

圖1 天線基本模型

表1 天線結構參數∕mm

利用HFSS仿真軟件，建立目標天線仿真模型，對集總電阻阻值從1000Ω至3000Ω進行掃描，得到結果如圖2所示。

圖2 不同加載電阻值條件下天線的傳輸性能

從圖2 中可以看出，加載集總電阻阻值從1000Ω增加到3000Ω過程中，反射系數先變小后增大，在1100Ω～1600Ω處達到最優。綜合帶寬和反射系數性能，加載集總電阻阻值選為1500Ω，此時工 作 帶 寬 為660MHz～790MHz，相 對 帶 寬 為17.9%。……