一种基于超材料的宽频带定向性微带天线

来源：机械工程学报杂志2018年第9期北京时间：

作者：刘敏, 张斌珍, 段俊萍

单位：中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室 太原 030051

摘要：针对传统微带天线频带窄，增益低等不足，通过在天线的辐射贴片和接地板上分别刻蚀花型和十字交叉缝隙图案，设计并制作了一种基于超材料的宽频带定向性微带天线。刻有图案的金属贴片和接地板间形成电容感应等效回路并改变了天线电磁场的辐射方向。天线电磁场的辐射方向主要集中在水平-x方向而不是传统微带天线的垂直方向。相比传统微带天线，该设计天线的性能得到明显改善。仿真结果表明：天线的工作带宽为3.5~11.6 GHz （是传统微带天线的23.8倍），相对带宽为107.3%，在整个频段内天线的电压驻波比小于2，增益均大于5 dB。测试结果表明：设计天线的工作带宽为2.82~12.69 GHz （是仿真模型的1.22倍），相对带宽为127.3%。该设计天线可广泛地用于弹载天线，炮瞄雷达，卫星通信网络、汽车雷达等。

关键词：超材料,定向性,高增益,宽频带,微带天线；

基金资助：国家自然科学基金（51475438，61401405，U1637212）、山西省人社厅留学项目（20150603ZX）、山西省自然科学基金（2014011021-4）和山西省回国留学人员科研（2014-005）资助项目。