41、矩形和圆柱形开槽微带贴片天线设计及性能分析

矩形和圆柱形开槽微带贴片天线设计及性能分析

1. 天线设计背景与基础技术

在生物医学应用领域，天线的设计至关重要。纳米传感器技术的发展为天线设计带来了新的思路，如今可以使用不同的纳米结构和生物相容性材料来设计天线。为了便于天线在人体体内的植入和适应人体结构，柔性材料的使用日益增多。

天线的设计涉及多个方面的技术，以下是一些关键技术点：
- 实现圆极化 ：可通过特定的人体模型来实现圆极化。
- 天线谐振 ：在馈电点附近添加短路针来实现天线的谐振。
- 改善设计 ：改变接地结构，采用缺陷接地结构（DGS）可调整谐振频率并提高传感器灵敏度。
- 线性辐射 ：在贴片天线中使用十字槽设计获得线性辐射，通过短路针和贴片边缘表面进一步增强辐射。
- 带宽和轴比优化 ：微带贴片天线中的电抗阻抗基板可用于拓宽带宽和轴比，提升天线在较低ISM频段的性能。
- 减小尺寸 ：采用弧形槽和额外的U形设计可减小贴片尺寸，实现双频天线设计；在圆形天线设计中添加开口槽可实现小型化；使用群优化技术可进一步减小天线尺寸。

2. 提出的微带圆形贴片天线设计

为了满足工业、科学和医疗（ISM）频段（2.4 - 2.48 GHz）的生物医学应用需求，提出了一种微带圆形贴片天线。具体设计方法如下：
- 蚀刻矩形槽 ：从贴片上蚀刻两个相连的矩形槽，且在水平和垂直方向进行蚀