在接地板上开缝是实现超宽带天线的方法之一，常见的缝隙形状如倒锥形[1]、矩形、半圆形、梯形[2]等。文献[2]中仿真优化并制作了一个小型化超宽带微带天线，在整个工作频段2.15-13.47 GHz内，该天线的回波损耗均在-10dB以下，增益基本稳定在3~6 dB之间，并具有比较稳定的辐射特性。在超宽带天线的基础上通过在辐射贴片上开槽实现带阻特性，槽的形状有L形[3]、矩形[4]、E形[5]等，文献[5]提出了一种新型的具有双阻带特性的超宽带天线，制作出实物并验证了天线的超宽带和陷波特性，即在中心频率3.75 GHz和5.5 GHz附近的频带范围内具有良好的陷波特性。
图3给出了不同p2l值时天线S11的仿真结果，可以看出改变p2l的值对7 GHz处的S11值有明显改善作用。当p2l=5.0 mm时，7 GHz处的S11值变化明显由原先的-11.334 dB下降到-37.6264 dB。
图4给出了不同p1x值时天线S11的仿真结果，可以看出改变p1x对7 GHz处的S11值有明显改善，且当p1x=0.20 mm时，7 GHz附近的S11在-10 dB以下，并且带宽最大，达到2.68~12.63 GHz。
图11开槽的正面结构模型
图12不同fl3时S11与频率的关系图图13增益图
5 结论
本文所设计的差分超宽带天线，实现了2.5~13 GHz的工作带宽，辐射特性良好。天线尺寸为：p2l=5.0 mm、p2x=2.7 mm、p1l=5.4 mm、p1x=0.20 mm、cr=13.4 mm。利用折合形开槽技术在两贴片上分别对称开槽，在5GHz处实现了阻带特性。
Research and Design of Ultra-wideband Microstrip Antenna
Li Qing-Ya, Li Xi, Tang Hong-Shen
Abstract:In thispaper,a differential microstrip ultra-wideband antennaisdesigned.It is optimizedby changingdimensions of feeding line andradiusof slotin the ground.The simulated andmeasured results show thatthefrequency bands ofantennais11.5GHz.Also,ithasgood radiation characteristics.Based on this, by etching the slot in the patchsymmetrically,theultra-wideband antenna withband-notchcharacteristicsat 5GHz is achieved.
[7]杨祁，杨晓冬，王莉莉.一种新型超宽带微带天线的设计.哈尔滨工程大学. 2010(37)：36-42.
[8]钱祖平，周锋，彭川，韩继伟.一种小型平面超宽带天线的设计与实现.电波科学学报. 2010(25)：920-923.
[9]邓超，谢拥军，李潞，张殿富，邹永星.平面印刷单极子天线频带抑制技术的应用.西安电子科技大学. 2011(38)：112-117.
[4]解俊，龚书喜，赵青，张磊.具有3.4/5.5GHz双阻带特性的单极子超宽带天线.西安电子科技大学天线与微波技术国家重点实验室. 2011(24)：67-71.
[5]郭德金，龚书喜，彭超，朱杨，张鹏飞.一种小型具有双阻带特性的超宽带天线设计.西安电子科技大学. 2010(23)：24-26.
[6]特尼格尔，张宁，邱景辉，林澍，鲁国林.具有带阻特性的宽缝隙超宽带天线研究.电波科学学报. 2011(26)：164-169.
图2给出了不同cr值时天线S11的仿真结果，可以看出工作频率的最小值fmin随cr的增加而增加，由2.5 GHz增加到3 GHz；工作频率的最大值fmax随cr的增加而减小，由13 GHz减小到11.8 GHz。当cr=13.0 mm时，带宽最大，为2.5-13 GHz，实现超宽带10.5 GHz。
(a)正面结构(b)反面结构
图1天线平面结构示意图
3 仿真结果
天线的设计尺寸为p2l=5.3 mm、p2x=2.7 mm、p1l=5.4 mm、p1x=0.23 mm、cr=13.4 mm。采用三维电磁仿真软件HFSS对所设计天线进行仿真，结果表明cr、p2l和p1x对天线的带宽影响较大。图2-4给出了这些参数变化时，天线的反射系数。当研究天线的某一尺寸与天线特性的关系时，保持其他尺寸不变。
参考文献：
[1]张倩，刘运林，李智勇，王汇龙.一种改进的小型化超宽带平面倒锥缝隙天线.西南交通大学. 2010(50)：85-89.
[2]官伯然，曹建伟.一种小型超宽带微带天线.杭州电子科技大学天线与微波技术研究所. 2011(27)：60-63.
[3]金骏，钟顺时，具有带阻功能的超宽带印刷天线.上海大学学报. 2007(13)：111-115.
图2不同cr时天线的S11图3不同p2l时S11与频率的关系
图4不同p1x时S11与线如图6所示，天线的尺寸为p2l=5.0 mm、p2x=2.7 mm、p1l=5.4 mm、p1x=0.20 mm、cr=13.4 mm，使用Agilent公司的网络分析仪N5221测量了天线的S参数，结果如图7所示。对比图2中cr=13.4 mm和图7可知，天线测量结果与仿真基本一致，尤其在在6 GHz-13 GHz处较为吻合。天线的方向图和增益如图8-10所示。图8给出了天线增益，在3-8GHz，增益都大于3dB，最大值为4.11dB，而在3-12GHz，增益较低，尤其在11GHz时，只有-6dB。图9-10给出了天线在5GHz处的方向图，可以看出，天线在H面为全向辐射，在E面方向图为8字形，在其他频段的方向图与5GHz处的基本相同。对于实测与仿真结果的差距，可以通过提高加工精度和改进测量技术来得到改善。
本文首先设计了超宽带天线，研究了天线的回波损耗S11和辐射特性与天线环形接地板尺寸的关系，改善了天线的带宽。在此基础上，通过改变贴片和微带线的尺寸。并利用折合形开槽技术在贴片上开槽，有效实现阻带。
2 天线设计
本文设计天线结构如图1所示。图1(a)中天线的辐射贴片，位于介质基板的上表面，图1(b)是刻蚀了圆形缝隙的地，位于介质基板的下表面；天线采用介质为RogerS RT/duroid 6006，相对介电常数为6.15，厚为0.5mm的介质基板，尺寸为29.6 mm×33.6 mm；馈电部分为50欧的微带线。
超宽带天线的研究与设计
李庆娅 李晰 唐鸿燊
摘 要：本文设计了一款差分微带超宽带天线，通过改变馈线和尺寸和接地板上缝隙的半径,优化了天线的性能，所实现的天线带宽为11.5GHz，且有较好的辐射特性。在此基础上，通过在两贴片上对称地开槽，得到了在5 GHz处有陷波特性的超宽带天线。
关键词：超宽带天线；差分天线；带阻特性
(1)
其中c表示光速; f为槽线的谐振频率;εr为介质板的相对介电常数[5]。根据陷波频带的中心频率为5 GHz，由式(1)计算出槽线的长度为15.84 mm.
图12给出了fl3对S11的影响，由图知，当fl3改变时，即槽线的总长度改变时，天线的陷波频段也随着变化，当fl3=1.5 mm时，5GHz处fl3最大并在-10 dB以上；此时的增益图如图13所示，可以看出，当f=5 GHz时，增益由原来的3.2dB降为-1.68451dBi，在其他频段增益基本没变化。
(a)正面结构(b)反面结构
图6天线实物图
图7实际天线回波损耗S11图8增益图
图9H面方向图图10E面方向图
55GHz处实现有阻带特性的超宽带天线
为了进一步增加5 GHz附近的S11，减小这个频段的辐射，实现有陷波特性的超宽带天线，在圆形贴片上加载多边形槽线，其结构如图11所示，槽线的总长度计算公式为
Key words:Ultra-widebandantenna; differentialantenna;band-notchcharacteristics
1 引言
近几年,随着超宽带(UWB)通信技术的快速发展，对应用于短距离无线通信系统中的天线提出了更高的要求，不仅要求天线尺寸小、剖面低、价格便宜，易于加工并可集成到无线电设备内部，同时，还要求天线阻抗带宽足够宽，以便覆盖整个UWB频段。美国联邦通信委员会(FCC)规定UWB信号的频段为3.1GHz-10.6 GHz。这个通信频段中还存在划分给其他通信系统的频段，如5.15 GHz到5.35 GHz的IEEE802.11a和5.75 GHz到5.85 GHz的Hiper-LAN/2。