摘要

超宽带无线通信技术工作频带范围在3.1~10.6 GHz,与现有的窄带系统频带重叠,易造成信号间干扰。鉴于此,提出基于拓扑优化的方法,利用Matlab和HFSS联合仿真实现超宽带微带天线在3个特定频段的陷波设计。以30 mm×40 mm×1mm的FR4作为介质基板,通过拓扑优化和灰狼算法相结合设计天线构型。优化后构型的工作带宽为3.1~10.6 GHz,在3.1~3.76、4.52~4.76和7.12~8.27 GHz 3个频段内反射系数S11>-10 dB,实现了目标频段80%的带阻特性,有效抑制全球微波接入频段(world interoperability for microwave access, WiMAX)和C波段2个频段的信号干扰。数值算例表明:利用拓扑优化方法可以实现多陷波超宽带微带天线的设计,验证了拓扑优化方法在超宽带多陷波天线设计的高效性,拓宽了拓扑优化方法在天线设计领域的应用。