一种新型非对称蝶形宽带天线的设计与研究
新型超宽带蝶形槽天线的设计
新型超宽带蝶形槽天线的设计作者：袁娜李铁军吴军军李航来源：《科学家》2016年第04期摘要本文设计了一种新型超宽带蝶形槽天线，采用共面波导馈电，可以覆盖3.1GHz～10.6GHz的超宽带频带。
利用HFSS软件对影响天线带宽的几个参数进行仿真对比后，确定天线结构尺寸。
该天线结构简单紧凑、体积小、易制作、易集成，有良好的应用前景。
关键词超宽带；共面波导；蝶形天线；槽天线中图分类号TN8 文献标识码A 文章编号2095—6363（2016）04—0020—022002年美国联邦通讯委员会（FCC）将原本用于军事的3.1GHz～10.6GHz超宽带（UWB）扩展到民用，使得UWB技术的研究进入新阶段。
超宽带天线是超宽带无线电系统必不可少的部分，在辐射和接收无线电波中发挥着重要作用。
目前，超宽带天线在卫星通信、探雷、救援定位、无线通信等军民方面都有广泛应用，常见的UWB天线有单极子天线、缝隙天线、锥形天线、喇叭天线以及螺旋天线等。
随着现代电子器件的微型化和模块化发展，对天线提出更高要求。
频带宽、体积小、重量轻、制造简单、易于集成的平面天线是新型超宽带天线的发展趋势，常见的超宽带平面天线有槽线天线、宽槽天线和蝴蝶结天线等。
1天线结构设计蝴蝶结天线因极化稳定、容易加工而被广泛应用，但一般用金属板制成，重量和体积无法满足小型化要求，采用微带或槽天线形式可以克服其缺点。
共面波导（CPW）由一个中心金属导带和2个共面接地板构成，3部分在同一平面上，具有易加工，易集成、低辐射损耗等优点。
通过改变金属导带的宽度和缝隙的比值调节共面波导的特性阻抗，使得设计具有灵活性。
将蝶形槽结构和共面波导结合起来，发挥两者优势，就组成了CPW馈电的蝴蝶结槽天线。
文章在传统CPW馈电的蝶形槽天线结构的基础上进行改进，扩展了带宽，使天线在回波损耗S11≤-10dB条件下能够覆盖UWB频段，并在工作频带内具有良好的增益特性，其结构如图1所示。
蝴蝶仿生超宽带天线
蝴蝶仿生超宽带天线孙俊枝;陈星【摘要】基于仿生学原理，仿生天线能够在获得良好天线性能的同时，兼顾天线外形美观或隐蔽性.模仿蝴蝶外形，设计了一款具有超宽带特性的印刷微带单极子天线，并加工制作.该天线外观酷似蝴蝶，测试表明该天线的||S11<-10 dB的阻抗带宽达到了107%(3.2~10.6 GHz)，天线具有全向辐射特性，天线尺寸仅为26 mm×27.8 mm×1 mm.%Bionic antennas based on bionics principle not only are able to achieve good antenna performances,but also pos⁃sess beautiful shapes or concealed property. In this paper,a printed microstrip monopole antenna with ultra⁃wideband(UWB) property was designed by mimicking the shape of a butterfly. This antenna was fabricated and measured. It has a butterfly⁃like appearance. The measurement results that its ||S11 <-10 dB impedance bandwidth reaches 107%(3.2~10.6 GHz),and the anten⁃na has the omnidirectional radiation characteristics. The size of the antenna is only 26 mm×27.8 mm×1 mm.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2013(000)007【总页数】4页(P94-96,100)【关键词】仿生天线;蝴蝶;超宽带天线;小型化宽带天线【作者】孙俊枝;陈星【作者单位】四川大学电子信息学院，四川成都 610064;四川大学电子信息学院，四川成都 610064【正文语种】中文【中图分类】TN82-340 引言自然界一直都是人类各种技术思想、工程应用以及重大发明的源泉，在长期的观察和实践当中，人类不断模仿生物的行为和形态并从中受益。
一种超宽带蝴蝶结槽天线的设计研究
一种超宽带蝴蝶结槽天线的设计研究摘要本文设计了一种以共面波导馈电的超宽带平面蝴蝶结槽天线。
天线采用半圆与三角形组合形状构成蝴蝶结槽,并增加扇形寄生贴片以拓宽频带。
通过采用导带线性渐变的方式进行阻抗变换,在很宽的频带内实现了阻抗的良好匹配,其带宽达到134%,具有较好的应用前景。
关键词超宽带天线;共面波导;蝴蝶结槽天线0 引言超宽带技术是无线通信领域中最具竞争力和发展前景的技术之一。
超宽带天线作为超宽带通信系统的重要组成部分已引起了越来越多的关注,而超宽带平面天线具有小型化、设计方便、结构简单,便于集成等优势逐渐成为UWB天线发展的趋势和要求。
近年来出现了许多新型的超宽带平面天线,如平板印刷天线,印刷单极天线,槽天线等,可以很好的实现其宽带化。
印刷槽天线独具特点,与微带贴片天线相比,槽天线具有更大带宽,易于阻抗匹配,能获得双向辐射等优点。
文献[1-2]给出了共面波导馈电的印刷宽槽天线,最大得到40%的阻抗带宽。
文献[3]设计了一种新型宽带蝶形印刷槽天线,通过使用线性渐变过渡,改变了输入阻抗,从而显著提高天线的阻抗带宽,并且这种渐变的馈电结构对天线方向图影响极小。
文献[4]中共面波导馈电的蝴蝶结形槽天线附加一个相似的小蝴蝶结形槽,通过磁耦合得到10dB反射损耗百分比带宽为123%,这对于蝴蝶结形槽天线的性能是一个很大的提高。
本文提出一种超宽带平面蝴蝶结槽天线,天线通过特征阻抗为50Ω的共面波导馈电,采用半圆与三角形组合形状构成蝴蝶结槽,并增加扇形寄生贴片以拓宽频带。
采用导带渐变的方式进行阻抗变换,其10dB反射损耗相对带宽为134%(4.3~21.7GHz),在超宽带领域具有较好的应用前景。
1 天线的仿真设计天线采用共面波导(CPW)馈电,即在介质基片的一个面上制作出中心导体带,并在紧邻中心导体带的两侧制作出导体平面,共面波导具有低色散,相互之间的串扰小、加工方便、不需要过孔、辐射损耗小,并且共面波导的特性阻抗是由中间导带宽度和缝隙之比决定,可以自由设计其尺寸。
灵活蝴蝶结天线的设计
在一些应用中，天线金属零件的总表面积可以成为一个主要的设计约束。因此，通过使用一个较少金属的天线来获得指定的辐射性能可能更为重要，正如在对数周期天线的情况下，有时以降低增益为代价。另一方面，我们减少天线的金属的基本目的是加快成型和制作过程。天线金属含量的减少通过连续印刷技术使得制造更快速。虽然薄膜晶体管的制作和喷墨打印机的电路提供了低成本和快速成型，但是大型模型用这种方式填充事有问题的。因此，减少其他固体天线的金属金量加速原型制作同时利用较少的镀金属。
图4：不同频率的蝴蝶结天线表面的电流密度。最强的表面电流集中在蝴蝶结的表面。（a）f=7.0 GHz,(b)f=7.4 GHz,(c)f=7.8 GHz.
图5：轮廓蝴蝶结天线模型。大部分的金属化从三角形中心转移到几块原型制作过程中。
C、微带到共面馈电网络不平衡变压器
正如前面所提到的，为了正确的给蝴蝶结天线馈电，微带到共面馈电网络（CPFN）转型是必要的。为了达到这个目的，设计出一个微带到共面馈电网络非平衡变压器，它提供了在耦合微带线上的奇数模式同时抑制偶数模式[27],[28]。这不平衡变压器引入在耦合微带线接近中心频率之间有180゜相位差。移相器长度是不平衡变压器设计的重要参数。微带线的两个分支长度应加以调整，这样它们的差值等于在中心频率的导波波长的四分之一[28]。另一个关键参数是能调整以优化不平衡变压器性能的共面带线之间的差距[27]。不平衡变压器的设计参数是通过数值模拟进行优化的。
硕士学位论文-新型超宽带微带天线的研究与设计
摘要
第五章总结了本文的主要工作和创新点，对未来的研究工作给予了展望。 关键词 ：微带天线，超宽带天线，单极天线，双阻带天线
II
ABSTRACT
ABSTRACT
Within Ultra-wideband (UWB) technology is used for civil purpose in recent years, UWB technology has became one of the most competitive and promising technology in the future for its merits of high data rate, low system cost and multipath immunity. As an important part of the UWB system, design of UWB antenna has sparked much attention. Comparing with the traditional wideband antenna, design of UWB antenna encounters more challenges. Because it asks the antennas not only have wider bandwidth, but also to be compact, low-profile, and easy to integrate with printed circuit board. Meanwhile, within the UWB band, there exist some narrow communication bands, so it is necessary to avoid electromagnetic interference. The ability to integrate with filter in the antenna can significantly relax the requirements imposed upon the filtering electronics within the wireless device. The aim of the thesis is to design different kinds of antennas that meet the requirements of ultra-wideband systems and discuss varied approaches to improve the performance, broaden the bandwidth, decrease the size, and generate stopbands of the antennas. Chapter I briefly introduces the research background and application of the UWB communication technology and the UWB antenna, reviewed the developing history of UWB antenna. This chapter also illustrates the main job of this paper. Chapter II is attached more importance on several parameters to describe the performance of antennas, which include radiation principle, bandwidth, feed style and principle of generating stop-band. In addition, this chapter also introduced the numerical analysis methods of the UWB antenna. Chapter III is the most important part of the paper. First of all, this chapter introduces the planar monopole antenna. Base on studying large numbers of references, developments of the UWB planar slot antennas have been summarized, then, two planar UWB antennas with dual stopbands have been designed. At the peach-like monopole UWB antenna fed by microstrip, elliptical ground plane has been adopted to broaden the bandwidth of the antenna. Also the tapered feed line was used to match the
关于蝶形宽带微带天线的设计概要
关于蝶形宽带微带天线的设计索引：蝶形宽带微带天线. 设计方案排列效率摘要：现在提出一种基于绝缘体衬底的有限长度的宽带微带天线的设计方法。
这种方法快速、对计算精度要求较低，是建立在一蝶形天线进行二等分而形成的两个梯形天线的。
首先设计出单边的梯形部分，然后制作出相同的另一部分并在其顶点处将其连接。
与理论计算相比在X波段上实验测量表现得很好。
其有效带宽达到10.6％。
1 介绍微带天线的主要限制是其带宽的狭窄。
依照频率定义带宽其范围SWR为2:1或更少，贴片微带天线的带宽为1％到5％。
现在的努力已经集中到适当的提高天线的带宽上。
其中一种便是蝶形天线，众所周知它设计简单，阻抗带宽宽。
用严密的解决方案来分析蝶形天线将花费很长的时间才能得到完整的答案。
写这篇文章的目的就是要介绍一种快速、相对准确而高效设计蝶形天线的新方法。
研究宽带天线的新结构已经成为学术刊物的一个主要热点并以更大的努力持续研究。
与频率有关的相对快速变化的阻抗是决定带宽的主要因素。
这篇论文包涵了在频率选定上采用并联阻抗使之最大限度的和输入阻抗形成共振，并且与输入阻抗的平均幅值匹配。
在这篇论文中，在X波段上一个宽带蝶形天线（以后把它称为＝2.2，h=0.787mm）的天线1）被安放在一个121.8×111mm（r衬底上。
天线做了如下改进：把两个相同的天线通过一个互联导体连在一起，从而代替了天线两个顶点之间的连接。
2 设计方案通过TMENSEMBLE的模拟可以看出，改进后的蝶形天线的性能是来自每一个单边天线组成的天线阵列效应。
因此，首先要设计蝶形天线的一个单边。
蝶形天线和及其参数由如图1所示，一个三角形构成蝶形天线的一半，从而简化了设计步骤，这一部分被设计成等边三角形，它的频率比要求的工作频率的一半稍微高一点，补偿了互联宽度c，而互联宽度c能增加天线覆盖面积因而降低了谐振频率。
两个相同的部分在顶点连接起来并且与第二谐振频率相匹配。
这个设计方案分为以下三个步骤。
一种蝶形平面超宽带(UWB)天线的设计
关 键 词 ：平 面 天 线 ；超 宽 带 天 线 ；全 向 天 线 ；天 线 测 量 ； 形 蝶 中 图分 类 号 ： Ｔ ８ ２ ． Ｎ ２ ＋８ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ６ ４ ６ ３ （０ ２０ —０ ７ ０ １７ — ２ ６２ １ ）９ ０ ７ — ３
Ｄｅｉｎｏ ｌｎ ｒａ ｔｎ ａｗ ｔ ｏ ｉ ｓ ａ ｅｆｒＵ ｔａＷｉｅＢ ｎ ＵＷＢ） ｐ ｌ ａｉｎ ｓ ｆ ａ ａ ｎ ｅ ｎ ｉ ｂ ｗｔ ｐ ｌ － ｄ ａ ｄ ｆ ｇ ｐ ｈ ｅｈ ｏ ｒ ａ ｐｉ ｔ ｓ ｃ ｏ
Ｚ Ａ Ｇ Ｑｕｎｎ Ｈ Ｎ ｉ－ｉ ｇ （ｃｏｌｆＥｅｔ ｎｃ ａｄＩ ｏｍ ｔ ｎ Ｎ ｒ ｗ ｓ ｒ ｏ ｔｃｎｃｌ ｎｖｒ ， ｉ觚 ７ ０ ２ ， ｈｎ ） Ｓ ｈｏ ｌ ｒ ｉ ｎ ｆｒ ａｉ ， ｏｔ ｅｔ ｎＰ ｌｅｈ ｉ ｉｅ Ｘ ’ １１９ Ｃ ｉ ｏ ｃｏ ｓ ｎ ｏ ｈ ｅ ｙ ａＵ ｓ ａ
第 ２ Ｏ卷 第 ９期
Ｖ０ ．０ Ｉ ２ Ｎ ｔｏ ｉ ｓｇ ｇｎ ｅ ｉ ｇ ｌ ｃｒ ｎ ｃ Ｄｅ ｉ ｎ Ｅｎ ｉ ｅ ｒ ｎ
２１ ０ ２年 ５月
Ｍａ ． ０１ ｙ２ ２
一
种蝶形平面超 宽带（ ＷＢ） Ｕ 天线的设计
张 秋 凝
（ 北 工 业 大 学 电 子信 息 学 院 ，陕 西 西安 ７０ ２ ） 西 １ １９
ａ ｐ ｉ ａｉ ｎ ｒ ｓ ｎｅ Ｔ ｅｐ ｏ ｏ ｅ ｎ ｅ ｎ ｄ ｂ ｏ ｘ ａ ｒ ｂ ｒ ａｅ ｙ ｐ ｉ ｔ ｇ ａｓ ｍｉｉ ｌ ｔ ｌ ｎ ｂ ｔ ｉｅ ｆ ｐ ｌ ｔ ｓｉ ｐ ｅ ｅ ｔｄ． ｈ ｒ ｐ ｓ ｄ ａ ｔｎ ａｆ ｙｃ ａ ｉｌ ｏ ｅ ｉ ｃ ｅ ｔ ｄ ｂ ｒ ｉ ｅ ｃｒ ｅｍｅａ ｏ ｓｄ ｓｏ ｃ ｏ ｓ ｅ ｐ ｓ ｎ ｎ ｃ ｏ ｈ
一种分齿蝶形超宽带天线的设计与研究概要
一种分齿蝶形超宽带天线的设计与研究超宽带Ultrawide-band信号是指-10 dB相对带宽大于20％或者绝对带宽大于500 MHz的超宽带天线作为信号的收发装置，直接影响系统的性能。
目前常用的超宽带天线形式主要包括TEM喇叭天线、双锥天线、对数周期天线、螺旋天线、Vivaldi 天线和蝶形天线等。
其中平面结构的蝶形天线(也称领结形天线)，由立体的双锥形天线演化而来，具有结构简单、便于设计安装、利于低频辐射等优点，已应用在超宽带通信与探测领域。
为改善天线宽带性能，目前基于基本蝶形发展出了多种衍生结构。
如双蝶形结构、1 天线结构图1为分齿蝶形天线的实验原型结构图。
结构参数中A，B为蝶形天线的宽与长；C为两页分齿位置间的距离；D为馈电端的宽度；分齿槽设计为从馈电端至末端的辐射形状，各分齿等宽等距分布，齿宽齿距均为E，有E=A／(2n-1)，分齿数目，n=9。
定义分齿比例参数为p，有p=B／C，即天线长与分齿位置间的距离的比。
2 参数对天线性能的影响对于本天线，影响其性能的参数主要包括蝶形张角大小、长宽大小、分齿位置等。
可由文献知，蝶形天线张角为90°时相对其他角度，输入阻抗随频率变化更为平坦，具有更好的宽带特性，因此设计天线长宽尺寸相等(A=B)，张角为直角。
通过仿真发现，天线在尺寸的等比例放大的情况下，输入端驻波比波形基本保持不变，曲线整体向低频段移动。
因此可以在确定天线结构后针对所需频段进行尺寸的等比例调整。
同时，针对1 GHz以下的频段范围，分齿位置的变化时，天线输入端驻波比波形变化明显，而其他参数变化的影响有限。
据此，确定分齿比例p为关键仿真参数。
以下通过分齿天线与普通蝶形天线的对比，及不同分齿比例下天线性能的变化进行分析。
2．1 分齿蝶形天线与普通蝶形天线的性能对比对两类天线进行建模仿真，其尺寸数据如下：普通蝶形天线A=B=200 mm，D=10 mm；分齿蝶形天线p=2，其他参数与普通蝶形天线相同。
一种蝶形平面超宽带（UWB）天线的设计
一种蝶形平面超宽带（UWB）天线的设计张秋凝【摘要】超宽带无线通信技术以其低功耗、高带宽、低复杂度等优点而倍受重视，使用蝶形结构设计了一种新的平面超宽带天线。
该天线由同轴馈电，天线的制作是通过在介质基板上下面上分别印刷一个半圆形金属，在上层刻蚀掉2个正方形图案，下层刻蚀掉2个半圆形图案实现。
仿真和实物实测结果都可以证实，天线的工作频带为3．1—10．6GHz，有很好的全向辐射方向图和良好的线性相位响应。
因此，该天线的特性能够满足超宽带的要求，可用于无载波超宽带无线数据通信系统。
%Ultra Wide Band （UWB） wireless communication technology which has a range of good features of low-power, high bandwidth, low complexity and other advantages are being highly valued. A novel planar antenna with bowtie shape for UWB applications is presented. The proposed antenna fed by coaxial probe is created by printing a semicircle metal on both sides of the substrate with two squares etched from the top layer and two semicircles etched from the ground respectively. The simulated and measured results have shown that the designed antenna covers the 3.1-10.6 GHz band with well behaved omnidirectional radiation pattern and linear phase response. Accordingly, the proposed antenna is capable for Carrier-free ultra-wideband wireless data communication system.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2012(020)009【总页数】3页(P77-79)【关键词】平面天线;超宽带天线;全向天线;天线测量;蝶形【作者】张秋凝【作者单位】西北工业大学电子信息学院,陕西西安710129【正文语种】中文【中图分类】TN822.8联邦通信委员会（FCC）分配了3.1～10.6 GHz的频谱资源给超宽带无线通信应用[1]，在学术和工业领域内引起了超宽带（Ultra-Wide Band，UWB）天线的研究热潮。
一种蝴蝶形状的平衡天线[实用新型专利]
![一种蝴蝶形状的平衡天线[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/7252b8f7fc4ffe473268ab24.png)
专利名称：一种蝴蝶形状的平衡天线专利类型：实用新型专利
发明人：菅洪彦
申请号：CN200620048312.0
申请日：20061130
公开号：CN201117796Y
公开日：
20080917
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种蝴蝶形状的平衡天线，该天线整体呈蝴蝶状，逐渐张开的折线形成偶极子的两臂，该蝴蝶状天线还包括腹部折线、触角，该天线折线的最小宽度部分是连接天线的馈电点。
这样的蝴蝶形状的天线具有小面积高性能的特性。
申请人：上海坤锐电子科技有限公司
地址：201203 上海市浦东新区张东路1387号10幢01号2楼
国籍：CN
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便携设备中带陷蝶形UWB天线的研究与设计的开题报告
便携设备中带陷蝶形UWB天线的研究与设计的开题报告一、选题依据随着便携设备的普及和发展，人们对于无线通信的需求越来越高。
超宽带（UWB）技术作为一种新兴的无线通信技术，由于其高速传输、带宽广、低功耗等特点，已逐渐被广泛应用于便携设备中。
其中，陷波滤波器在UWB系统中具有较为重要的作用，它可以有效地抑制信号中的干扰和噪声，提高通信信号的质量和可靠性。
本课题主要研究在便携设备中带陷蝶形UWB天线的设计和制作。
通过分析UWB信号特性和陷波滤波器的理论基础，运用天线设计原理和仿真软件对UWB天线进行优化设计，并结合陷波滤波器进行实验验证，以进一步提高UWB系统的抗干扰能力和传输效率。
二、课题研究内容1. 研究UWB信号特性。
了解UWB信号的频率分布、带宽和功率等特性，为后续设计和仿真打下基础。
2. 分析陷波滤波器理论基础。
研究陷波滤波器的工作原理和特点，了解UWB天线和陷波滤波器的配合关系。
3. UWB天线优化设计。
在天线设计原理和仿真软件的基础上，对带陷蝶形结构的UWB天线进行优化设计。
4. 制作和测试UWB天线。
采用PCB工艺制作UWB天线，并进行性能测试，如频率响应、天线增益和辐射特性等的测量。
5. 结合陷波滤波器进行实验验证。
在UWB信号的发射端安装UWB 天线和陷波滤波器，利用测试仪器进行实验验证，测试UWB天线和陷波滤波器的尺寸、工作频率和抗干扰能力等性能指标。
三、研究意义和预期目标1. 提高便携设备中UWB系统的传输效率和抗干扰能力，为实现高速、稳定、可靠的无线通信提供重要技术支持。
2. 开展UWB天线和陷波滤波器的研究和设计，促进UWB技术的发展和应用。
3. 优化UWB天线的设计和制作，提升天线的性能和稳定性，以满足不同应用场景的需求。
预期目标：设计并制作出性能优良、稳定可靠的带陷蝶形UWB天线，并结合陷波滤波器进行实验验证，验证其抗干扰能力和传输效率的提升效果。
四、研究方法与流程1. 研究UWB信号特性和陷波滤波器理论基础。
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一种新型非对称蝶形宽带天线的设计与研究
袁卿瑞
电子科技大学电工学院，成都（610054）
E-mail：alfredyqr@
摘要：本文提出了一种新型非对称蝶形宽带天线并进行了测试。
蝶形的两臂分布在介质层的底面和顶面两边，通过调整蝶形双臂的形状和距离来实现反射系数＜-10dB的宽带特性。
实验结果表明该天线具有宽带、较好的全向性的特性。
关键词：蝶形天线，宽带，类全向性
中图分类号：TN820
1.引言
近年来宽带技术越来越多的应用于探地雷达、通信、测向等领域，因此在天线设计方面也提出了许多宽带工作的天线结构[1-5]。
在这些天线结构中，印制蝶形天线由于其良好的宽带特性、结构简单、造价低廉等而受到国内外学者的广泛关注[1-3]。
文献[3]提出了一种非对称结构的蝶形天线，该天线是在微带单极子天线的基础上对接地板进行调整，使接地板和单极子形成了一种非对称的蝶形结构，实现了双频工作的特性。
本文在文献[3]的基础上对这种非对称蝶形结构进行改进，扩展了带宽使之实现了较宽带宽的特性。
实验表明通过调整蝶形的形状及位置可以使带宽达到高低频4：1，频率覆盖范围从1GHz到4GHz。
本文内容安排如下：第二部分给出了本文提出的蝶形天线的结构以及关键参数的研究分析；第三部分给出了实际加工天线的测试结果；第四部分为本文小结
(a)
(b)
图1. a) 天线结构 b) 天线的正面及背面实物图
2.天线结构及仿真分析
本文提出的天线贴片印制在介质板的两侧，介质层厚度为1mm，介电常数2.55，介质损耗角正切为0.0009。
天线结构如图1所示，较小的一臂在介质上表面，较大的一臂在介质底面，采用50欧微带线馈电。
其中各参数分别为L1=130.5mm，L2=66.7mm，L3=31mm，L5=15.1mm，W1=77.7mm，W2=3mm，R=34.65mm。
为了得到更好的天线性能，采用ansoft 公司的HFSS软件对天线进行了仿真分析和优化。
HFSS是基于有限元的高频电磁仿真软件，广泛应用于高频电磁结构的仿真分析。
优化分析主要考察非对称两臂之间的间距L4对天线反射系数的影响，图2给出了不同L4下天线的反射系数，其中负值表示两臂相重叠。
从图2可以看出当L4=1mm时，天线的驻波特性最好。
图 2 不同双臂间距下的天线回波损耗仿真结果
3.天线的实测结果
根据上述仿真结果，选取最优参数加工了一副非对称蝶形天线并进行了测量。
天线反射系数的测量采用安捷伦N5230A型号矢量网络分析仪。
图3是天线实物的反射系数实测结果。
由图2、3可以看出仿真结果和实测结果相比，反射系数曲线趋势基本一致。
图3 天线的反射系数
为了考察天线的辐射特性，还需要对天线的方向图进行测试。
测试过程是在微波暗室中进行。
图4给出了天线在五个不同测试频点（1 GHz、2 GHz、3 GHz、3.5 GHz、4GHz）下的辐射方向图。
由测量结果可以看出，天线的H面方向图在整个频段内都具有较好的准全
向特性。
对天线的增益进行测量时，将标准喇叭天线作为发射天线，将本文的天线作为接收天线，测量频率范围从1GHz 到4GHz。
测量结果如图5 所示。
从测量结果可以看出该天线在整个频段范围内具有很好的增益特性，而且平坦度较好,增益的变化范围为0.7～3. 7dBi 。
1GHz 2GHz
3GHz 3.5GHz
4GHz
图4 天线在不同频点的辐射方向图
图5 天线增益曲线
4.小结
本文提出了一种新型的非对称结构的蝶形天线，该天线的阻抗带宽达到100%，在带宽内天线的方向图有较好的准全向特性和较好的增益特性，另外该天线还有结构简单紧凑，易于加工的优点。
参考文献
[1] Karacolak, T., and Topsakal, E.: ‘A double-sided rounded bow-tie antenna (DSRBA) for UWB communication’, IEEE Antennas Wirel. Propag. Lett., 2006, 5, pp. 446–449
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[4] R. Barroso*, D. Marcano, M. Diaz.: ‘A modified Parany Monopole Antenna with broadband behavior’, IEEE Antenna and Propagation Symposium 2007
[5] Ravi Kumar Joshi and Ayyangar Ranganath Harish.: ‘Printed Wideband Variable Strip Width Loop Antenna’, IEEE Antenna and Propagation Symposium 2007
Design of a Novel Asymmetric Bow-Tie broadband Antenna
Yuan Qingrui
School of Electronic Engineering, UEST of China, Chengdu ( 610054 )
Abstract
In this paper, a novel bow-tie broadband antenna with asymmetrical and overlapped arms printed on the top and bottom of a dielectric substrate is proposed and tested. The antenna is fed by a 50Ωmicro-strip transmission line. By adjusting the asymmetry and overlapping of the two arms, a broadband characteristic has been achieved. The antenna provides bandwidth from 1 GHz to 4 GHz. The test indicates the antenna has quasi-omnidirectional radiation characteristics and flat gain. Keywords: Bow-Tie antenna, broadband, quasi-omnidirectional。