如何使用2.4GHz阻抗匹配實現(xiàn)傳輸線電小天線的設(shè)計說明

　　我們在薄的印制電路板上，用阻抗匹配方法設(shè)計了一種電小天線Electrically small antenna（ESA）。利用狀組合型溝道和傳輸線（共面帶線波導(dǎo)）已經(jīng)實現(xiàn)了這種匹配電路。用這種新的阻抗匹配電路，可以使整個天線小到一個波長的尺寸。與此同時，我們用不同腰槽形狀阻抗匹配電路設(shè)計了一些ESAs，并且討論了最大腰槽尺寸與S參數(shù)之間的聯(lián)系。同時我們精心組合且測量了這些ESAs的尺寸，比較分析了S參數(shù)實驗結(jié)果與模擬的腰槽形狀之間的聯(lián)系。

　　在無線通信設(shè)備中，將整個傳輸收發(fā)裝置集成在同一塊芯片上是未來像MIMO，PDC，無線LAN和RFID系統(tǒng)的趨，這種尺寸縮小，造價降低將獲得利益。可是，天線是被認為無線傳輸系統(tǒng)中最大的組成部分，以致縮小天線尺寸成為迫切需要 。已經(jīng)有很多關(guān)于為了減小電小天線尺寸， 使其遠小于一個波長的尺寸這方面的研究。然而眾所周知，為了實現(xiàn)這種小型化的天線，同時我們必須設(shè)計一種寬帶的阻抗匹配電路，來彌補這種窄帶寬，小天線所特有的低輻射電導(dǎo)率特性。我們必須用具有高內(nèi)阻的半導(dǎo)體放大器來實現(xiàn)高的阻抗匹配率。因為小天線的低輻射電導(dǎo)率，所以它對導(dǎo)體電導(dǎo)率非常敏感，于是減小輻射影響成為主要問題。在我們先前的工作中，我們利用共面帶線波導(dǎo)設(shè)計的一個尺寸在一個波長的溝狀雙極天線，其達到了不錯的阻抗匹配。為了減小整個天線的尺寸，設(shè)計了一種溝槽環(huán)路天線，其尺寸只有半個波長。它用匹配電路相互連接集成在一個低噪聲放大器中。甚至，我們已經(jīng)設(shè)計出了一種比一個波長小的多的尺寸的溝狀雙極天線，用帶有兩極帶通濾波器的溝狀雙極天線上我們已經(jīng)做過實驗，天線的整個尺寸是4.1mm×3.7mm，利用高溫超導(dǎo)YBCO薄膜，在基于介電常數(shù)為9.6的MgO襯底，帶寬在5.0GHz。然而幾乎沒有關(guān)于這種已經(jīng)實現(xiàn)的腰槽或者小天線效率的報告。在這篇論文中，我們利用阻抗匹配電路設(shè)計構(gòu)造了一些ESAs，這些阻抗匹配電路中都有各種各樣的腰槽，同時討論了關(guān)于模擬的最大實現(xiàn)腰槽尺寸與S參數(shù)之間的關(guān)系。
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