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Ultra-Wide Bandwidth Enhancement of Single-Layer Single-Feed Patch Antenna Using the Theory of Characteristic Modes

机译：基于特征模式理论的单层单馈贴片天线超宽带增强

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The Theory of Characteristic Modes (TCM) is proposed as a systematic approach to antenna design to achieve the goal of finding the antenna structure with optimum broadband behavior. This theory provides a physical insight to the radiating nature of microstrip patch antennas and reduces the design optimization time. In this work, the resonant behavior of the highly radiating structure of the single U-slot rectangular patch on a single-layer epsilon(r) = 4.4 substrate is analyzed using TCM. Modal analysis of this single-layer structure with different single feed excitations concludes that VSWR = 2 impedance bandwidth in the order of 96% can be achieved with a single T-probe feed. Experimental results, included here, show VSWR = 2 impedance bandwidth in the order of 71%.
机译：提出特征模式理论（TCM）作为一种系统的天线设计方法，以实现寻找具有最佳宽带性能的天线结构的目标。该理论为微带贴片天线的辐射特性提供了物理见解，并减少了设计优化时间。在这项工作中，使用TCM分析了单层epsilon（r）= 4.4衬底上的单个U槽矩形贴片的高辐射结构的共振行为。用不同的单馈源激励对该单层结构进行模态分析得出的结论是，使用单T探头馈源可以实现VSWR <= 2的阻抗带宽，约为96％。此处包含的实验结果表明，VSWR <= 2阻抗带宽约为71％。

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