0 引 言

多頻段天線在現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)中占據(jù)重要位置。但是又面臨著小型化、低剖面、低成本、阻抗匹配和射頻電路集成的挑戰(zhàn)。因此在單一系統(tǒng)中有必要使用多種通信標準。為了在一個便攜式的天線系統(tǒng)中集成多個通信標準，各種雙頻、多頻、寬帶和超寬帶天線應運而生。但為了預防附近的通信系統(tǒng)干擾，多頻帶天線比超寬帶天線更適合。通常多頻段諧振模式可以通過把輻射貼片或地板設(shè)計成多支節(jié)狀抑或在其上加載縫隙。但分形概念和陷波方法的使用往往限制了天線的應用，因為這兩種方法會增加天線的復雜度和體積。在現(xiàn)代無線技術(shù)中可重構(gòu)天線的出現(xiàn)產(chǎn)生了重大意義，這些天線可以動態(tài)調(diào)整各種參數(shù)，同時還能保持相似的輻射特性、小體積和低成本 [1]。一個小型的頻率可重構(gòu)的多頻帶天線才能符合現(xiàn)代無線通信的需求。近年來，超材料常用于實現(xiàn)天線的小型化。文獻 [2-5] 中超材料天線主要致力于小型化、優(yōu)化輻射特性、優(yōu)化帶寬和提高增益。文獻 [6]中為單極子天線加載了開口諧振環(huán)（SRR），文獻 [7] 與文獻 [8] 是在介質(zhì)中加載了開口諧振環(huán)和互補開口諧振環(huán)，這些都是超材料在天線設(shè)計中的應用。

本文在輻射單元和地板上分別加載了矩形SRR 環(huán)和六邊形SRR 環(huán)。相較于諧振波長，使用了小型 SRR 環(huán)后天線變得更緊湊。天線覆蓋了 2.94 3.13 GHz，3.55 4.06 GHz，6.699.28 GHz 三個頻段。

1 天線設(shè)計

本文中的天線采用環(huán)氧樹脂（FR4）作為介質(zhì)基板，介電常數(shù)為 4.4，厚度為 1.6 毫米，損耗正切為 0.02。天線的大小為 26(L)mm 22(W )mm。天線結(jié)構(gòu)如圖 1 所示，天線包括一個梯形的單極子輻射單元，F(xiàn)w Fl的饋線和地板（Wlg）。梯形單元上方加載了一個矩形的開口諧振環(huán)，在地板上加載了兩 個六邊形的開口諧振環(huán)。

2 仿真和測試結(jié)果

本次仿真使用了Ansoft HFSS V13.0 版本。圖 3 所示為仿真結(jié)果和測試結(jié)果，可以從圖中看出天線有三個頻段，分別為2.94 3.13 GHz，3.55 4.06 GHz，6.69 9.28 GHz。測試結(jié) 果相比較仿真結(jié)構(gòu)，可以看出在低頻段誤差較小，在高頻段 誤差較大，造成這種現(xiàn)象的原因如下：

從圖 4 中可以看出天線地板沒有加載六邊形 SRR 時只有 兩個頻段，而加載了六邊形 SRR 后天線拓展了高頻段并且低 頻的兩個頻帶向左偏移了一點，表明加載了六邊形 SRR 也可以 降低天線尺寸。圖 5 所示為天線在 3 GHz，3.8 GHz 和 7 GHz 的 E 面和 H 面的方向圖。 

3 結(jié) 語

利用六邊形 SRR 設(shè)計了一款多頻帶的天線，由仿真結(jié)果 和測試結(jié)果可以看出，加載 SRR 結(jié)構(gòu)可以增加天線的頻帶， 同時也可以縮小天線的體積。本文中的天線擁有多個頻段，可 以滿足多種用途。