一种超宽带柔性梯形环分形天线的设计

作     者：陈沁文 张斌珍 段俊萍 邓浩 武鑫磊 Chen Qinwen;Zhang Binzhen;Duan Junping;Deng Hao;Wu Xinlei

作者机构：中北大学仪器与电子学院仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051 

出 版 物：《微纳电子技术》 (Micronanoelectronic Technology)

年 卷 期：2022年第59卷第4期

页      面：335-340,355页

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52175555) 国家自然科学基金创新群体资助项目(51821003) 山西省高等学校中青年拔尖创新人才资助项目 山西省重点研发项目(国际合作)(201803D421043) 山西省“1331工程”重点学科建设基金资助项目 

主　　题：微电子机械系统(MEMS) 柔性材料 分形天线 超宽带天线 可穿戴设备 

摘      要：基于分形天线和微电子机械系统(MEMS)工艺,设计了一款超宽带柔性梯形环分形天线,适用于柔性电子设备和可穿戴设备。采用共面波导的方式对天线进行馈电,利用分形结构改变电流路径,使阻抗匹配极大改善,实现了超宽带性能。在最外层梯形环结构上加载弧形边缘,可以进一步改善天线在2.7~14.1 GHz频段内的回波损耗。天线以柔性材料聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为介质基板,采用MEMS工艺加工,金属部分两次溅射成型,具有精度高和超宽带性能稳定的特点。制作的天线相对带宽可达157.2%(2.36~19.7 GHz),在共形于20 mm半径的圆柱后,天线最低工作频率向右偏移460 MHz,但仍具有稳定的超宽带特性。在天线的工作频率内,柔性梯形环天线的辐射方向图稳定,测试结果与仿真结果一致性较好。