一種分齒蝶形超寬帶天線的設計與研究
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2 參數對天線性能的影響
對于本天線，影響其性能的參數主要包括蝶形張角大小、長寬大小、分齒位置等。可由文獻知，蝶形天線張角為90°時相對其他角度，輸入阻抗隨頻率變化更為平坦，具有更好的寬帶特性，因此設計天線長寬尺寸相等(A=B)，張角為直角。通過仿真發現，天線在尺寸的等比例放大的情況下，輸入端駐波比波形基本保持不變，曲線整體向低頻段移動。因此可以在確定天線結構后針對所需頻段進行尺寸的等比例調整。同時，針對1 GHz以下的頻段范圍，分齒位置的變化時，天線輸入端駐波比波形變化明顯，而其他參數變化的影響有限。據此，確定分齒比例p為關鍵仿真參數。以下通過分齒天線與普通蝶形天線的對比，及不同分齒比例下天線性能的變化進行分析。
2．1 分齒蝶形天線與普通蝶形天線的性能對比
對兩類天線進行建模仿真，其尺寸數據如下：普通蝶形天線A=B=200 mm，D=10 mm；分齒蝶形天線p=2，其他參數與普通蝶形天線相同。仿真得到兩者的輸入駐波比曲線(VSWR)如圖2所示。本文引用地址：http://cqxgywz.com/article/156992.htm
通過對比可以發現，在相同尺寸下，分齒天線重量相對普通天線減少35．2％。同時，兩者的駐波比隨頻率變化趨勢相同，在600 MHz以下，兩者性能基本一致。而在670～770 MHz部分，分齒天線相對于普通天線駐波比產生抖動。因此，當針對低頻頻段需求時，完全可以使用分齒結構代替普通結構、降低天線重量。
2．2 不同分齒位置對天線性能的影響
針對分齒蝶形天線，在上述基本參數的基礎上(即A=B=200 mm，D=10 mm，n=9，E=A／17)，改變分齒比例，研究分齒位置對天線性能的影響。經過多組仿真，選取具有代表性的三條曲線(p=2，3，8)，如圖3所示。對比不同分齒比例的駐波比曲線，可以發現抖動出現的波段與分齒比例p直接相關。當p增大時(即分齒位置向饋電端靠近時)，抖動部分向低頻段移動，并且抖動幅度逐漸變小。其相對原普通蝶形天線重量分別減少35．3％，41．8％和46．3％，重量減輕比率逐漸增加。
3 實物設計與驗證
為驗證分齒結構天線的超寬帶性能，下文針對特定頻段，進行了設計優化與實物測試。
3．1 設計目標與仿真優化
設計目標為在300～480 MHz頻段范圍內，設計一款分齒蝶形超寬帶天線，要求頻段內其駐波比VSWR2，曲線平坦，相對原天線重量減輕率大于40％。
針對上述設計要求，依據關于分齒位置的仿真分析，對分尺蝶形天線進行了進一步結構改進、參數優化，得到如圖4所示的天線駐波比曲線。其基本設計參數為A=B=172mm，D=10mm，n=9，p=3，E=10.12mm。如圖4所示，仿真得到參數優化后的天線在300～496MHz頻段內，VSWR 2，且波形平坦。
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