小型化平面螺旋天线及其宽频带巴伦的设计

上海大学学报(自然科学版)

小型化平面螺旋天线及其宽频带巴伦的设计

朱玉晓1，钟顺时1，许赛卿1，2，张丽娜1

(1.上海大学通信与信息工程学院，上海 200072； 2.浙江正原电气股份有限公司，浙江嘉兴 314003)

收稿日期:2007-09-03 修回日期:1900-01-01 出版日期:2008-12-21 发布日期:2008-12-21
通讯作者: 钟顺时

Design of Miniaturized Planar Spiral Antenna and Its Wideband Balun

ZHU Yu-xiao,ZHONG Shun-shi,XU Sai-qing,ZHANG Li-na

(1.School of Communication and Information Engineering, Shanghai University, Shanghai 200072, China；2.Zhejiang Zhengyuan Electric Co., Ltd., Jiaxing 314003, Zhejiang, China)

Received:2007-09-03 Revised:1900-01-01 Online:2008-12-21 Published:2008-12-21
Contact: ZHONG Shun-shi

摘要/Abstract

摘要： 介绍一种小型化的平面螺旋天线，该天线具有很宽的频带，在频段0.95～15.20 GHz内，实测反射损耗均小于-10 dB，同时在频段1.4～10.2 GHz内有较好的圆极化辐射特性（轴比小于4 dB）.与普通平面螺旋天线比较，该天线较大程度减小了天线横向尺寸，同时通过在天线下放置一圆台背腔，有效增宽了天线3 dB波瓣宽度（达130°）.设计了一种指数渐变的微带线到双线的非平衡平衡阻抗转换巴伦，仿真和实测结果显示，天线具有良好的圆极化和宽频带特性.

关键词: 巴伦, 背腔, 平面螺旋天线, 小型化

Abstract: This paper introduces a miniaturized planar spiral antenna with a very wide bandwidth. In the frequency range from 0.95 GHz to 15.20 GHz, the measured return loss is less than -10 dB. Good circular polarization performance (axial ratio<4 dB) is obtained between 1.4 GHz and 10.2 GHz. Compared with the conventional spiral antenna, the proposed antenna significantly reduces the size and efficiently broadens the 3 dB beam width to about 130° by adding a conical back cavity beneath the antenna. Moreover, a wideband balun is designed using an exponentially tapered microstrip parallel-line wire. Simulation and experimental results show that the proposed antenna is of good circular polarization and wideband characteristics. 

Key words: back cavity, miniaturization, wideband balun, planar spiral antenna

中图分类号:

TN 82

朱玉晓;钟顺时;许赛卿;;张丽娜. 小型化平面螺旋天线及其宽频带巴伦的设计[J]. 上海大学学报(自然科学版).

ZHU Yu-xiao;ZHONG Shun-shi;XU Sai-qing;ZHANG Li-na. Design of Miniaturized Planar Spiral Antenna and Its Wideband Balun[J]. Journal of Shanghai University（Natural Science Edition）.

[1]	相亮亮，肖中银，马德臣，吴效环，黄春燕，寇鑫. 用于GSM/DCS/PCS通信的小型三频段平面倒F天线[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2012, 18(3): 246-250.
[2]	周鋆, 杨雪霞, 吕艳青. 共面带状线馈电三频高增益微带天线[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2011, 17(3): 227-231.
[3]	张娟，李国辉，王志彬. 基于慢波开环谐振器的双模微带滤波器[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2010, 16(4): 367-370.
[4]	孙晓萌,杨雪霞,王华红,周建永. 易于集成的高增益双环形印刷天线[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2010, 16(1): 31-34.
[5]	薛玲珑钟顺时. 采用倒π形馈源的超宽带宽缝印刷天线[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2009, 15(2): 130-133.
[6]	徐贺明;肖中银;胡红虹. 采用阶梯阻抗谐振器的新型小型化双频带带通滤波器[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2008, 14(6): 557-559 .
[7]	陈雷;沈文辉;赵国华. 新型小型化双频缝隙微带天线的设计[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2008, 14(6): 560-563 .
[8]	江新华;李国辉. 新型开环谐振器带通滤波器的设计[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2008, 14(3): 236-238 .
[9]	钟顺时;梁仙灵;张丽娜;汪伟. 阻抗带宽超过21∶1的印刷单极天线[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2007, 13(4): 337-343 .