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摘要

超宽带天线广泛应用于如电视、调频广播、遥测技术、宇航和卫星通信等

领域中。尤其是近年来兴起的超宽带无线通信技术，使此类天线成为当今通信

领域的研究焦点。

本文设计并研究了六边形超宽带微带天线。

超宽带天线，天线结构简单，易于构建，小尺寸、低剖面，能够在回波损

耗小于-10dB条件下有效地工作在3.1GHz-10.6GHz的频率范围。

关键词:超宽带天线

Abstract

communicationsfields.Inparticular,withtheriseofultra-widebandwireless

communicationstechnologyinrecentyears,makingsuchantennasbecomethefocusof

communicationresearchfield.

ThispaperstudiesanddesignthehexagonalUWBantenna.

Ultrawidebandantenna,theantennastructureissimple,easyto

construct,smallsize,lowprofile,thereturnlosscanbelessthan-10dB

intheconditiontoworkeffectivelyinthefrequencyrangeof

3.1GHz-10.6GHz.

Keywords:ultra-widebandantenna

1本文研究的主要内容

本文研究了用基于仿真软件HFSS软件对六边形超宽带微带天线进行仿真

计算，研究天线的几何尺寸和宽频带特性，在合适的频率范围内，分析天线S

参数、方向图等物理参量随不同几何参数的变化规律，通过图形方式进行了对

照分析。该天线天线具有低剖面结、结构简单、宽频带、小型化、易于制造等

诸方面的优点。

2超宽带天线的基本概念

顾名思义，超宽带天线拥有很高的带宽。目前，有两种较为流行的超宽带

天线的定义。第一种由DARPA在1990年定义的，其相对带宽为25%，第二种是

最近由FCC定义的，其相对带宽是20%。

25%DARPA

ff

Bw=2HL100%(2-l)



ff20%FCC

HL

其中f是天线操作频带的上端，f是对应的下端。另外，FCC又把操作带

HL

宽大于等于50OMHz的天线定义为超宽带天线。按照FCC的标准，天线的操作频

带的上端和下端分别定义为天线的辐射功率从峰值下降一10dB对应的点。严格

的讲，FCC的定义没有规定天线的带宽，因为天线的辐射功率也依赖于发射功

率的频谱响应。

3超宽带天线的主要参数

3.1天线的输入阻抗

天线的输入阻抗是天线馈电端输入电压与输入电流的比值。天线与馈线的

连接，最佳情形是天线输入阻抗是纯电阻且等于馈线的特性阻抗，这时馈线终

端没有功率反射，馈线上没有驻波，天线的输入阻抗随频率的变化比较平缓。

天线的匹配工作就是消除天线输入阻抗中的电抗分量，使电阻分量尽可能地接

近馈线的特性阻抗。匹配的优劣一般用四个参数来衡量，即反射系数，行波系

数，驻波比和回波损耗，四个参数之间有固定的数值关系，使用哪一个纯出于

习惯。在我们日常维护中，用的较多的是驻波比和回波损耗。一般移动通信天

线的输入阻抗为50Ω。

3.2驻波比

它是行波系数的倒数，其值在1到无穷大之间。驻波比为1，表示完全匹配；

驻波比为无穷大表示全反射，完全失配。在移动