一种应用于wlan设备的小型化双频天线的设计和研究(nxpowerlite)

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1、一种应用于WLAN设备的小型化双频天线的设计和研究苏成月尹应增申秀美武晓博(西安电子科技大学天线与微波技术国家重点实验室，西安710071)摘要：本文提出了一种应用于无线局域网（WLAN）设备的印刷单极子天线。采用圆弧形贴片作为地，非封闭的圆环和中间突出的菱形结构为辐射片。底板的圆弧型结构可以确保天线在比较宽的频带内保持良好的阻抗匹配。仿真及测量结果表明，该天线在2.3～2.6GHz和4.8～6.0GHz频率范围内具有良好驻波特性，而且在整个工作频段内有良好的辐射特性和稳定的增益。关键词：无线局域网（WLAN），双频段，小型化，宽频带ACompactDual-Band

2、AntennaforWLANApplicationsSuChengyueYinYingzengShenXiumeiWuXiaobo(NationalLaboratoryofAntennasandMicrowaveTechonology,XidianUniversity,Xi’an710071)Abstract:AcompactmonopoleantennaisproposedforWLANapplicationsinthispaper.Anunclosedcirquewithanextendeddiamondstructureactsastheradiatortoac

3、hieveadual-bandoperationandthegroundtakesanarcconfigurationtoconvinceagoodmatchthrougharelativewideband.BothsimulatedandmeasuredresultsshowthatanapprovingVSWRcharacteristicisachievedat2.3-2.6GHzand4.8-6.0GHzwithnicerradiationpatternandstablegainthroughouttheoperatingband.Keywords:WLAN;D

4、ual-band;Compact;Wideband1引言2天线结构无线局域网(WLAN)是计算机网络与无线通信相结合的技术，随着无线通信技术的飞速发展，无天线的结构如图1所示。天线的整体尺寸为线局域网(WLAN)的应用范围越来越广。伴随着无线32mm×35mm，印制于介电常数为4.4，厚度为1mm局域网(WLAN)中各项标准的出台，研制适用于各种的FR4介质板上。天线的辐射单元是由一个非封闭标准的WLAN天线是非常有意义的。目前对WLAN的圆环和中间突出的菱形结构组成。圆环的内径天线的研究工作已经在国内外成为一大热点，多种r=11mm，外径为R=11.6mm，总长度约

5、为二分之一[1-7]形式的WLAN天线被提出。文献[4]和[5]各自提谐振波长(f0=2.4GHz)，用于产生2.4GHz低频频段的出了一种双频WLAN天线，但尺寸较大；文献[6]辐射；两边对称的圆环辐射结构与单边辐射结构相和[7]中提出的WLAN天线结构较为复杂。比在一定程度上增加了带宽，而且相比于矩形环有本文提出了一种结构简单、具有宽频特性的双效地减小了天线尺寸。中间的菱形结构长度约为频小型化WLAN天线。仿真和测试结果表明，该天9mm，宽度为4mm，用于产生5.2/5.8GHz高频频段线完全覆盖了WLAN2.4/5.2/5.8GHz的工作频段，并的辐射。菱形结构

6、的边缘渐变特点，在一定范围内具有易加工和便于与微波电路集成的优点。展宽了阻抗带宽。天线的背面采用圆弧形地板，渐变的圆弧形结构使阻抗匹配更加容易，有效地增加了天线的阻抗带宽。天线利用50欧姆的SMA接头·523·馈电，馈线宽度为2.6mm。在仿真设计的基础上，HFSS软件进行仿真，通过调整菱形结构的大小和位我们制作了天线实物如图2所示，并对其进行了深置来调节圆环极子和菱形极子间的互耦，使整个天入的实验研究。线产生2.4/5GHz的双频特性。天线设计过程中各天线的回波损耗如图3所示。(a)辐射贴片图3各天线的回波损耗天线的双频工作原理可以从图4所示的各频段的电流分布图中看

7、出。从图中可知，在2.4GHz低频段，天线电流主要集中在圆环上，而在5.4GHz高频段，天线电流主要分布在小菱形枝节上。(b)地板图1天线的结构示意图(单位：mm)(a)2.4GHz图2天线实物图3仿真和实验结果本文采用商业软件AnsoftHFSS对天线进行仿(b)5.4GHz真设计。在进行天线设计时，首先建立单圆环结构图4天线在高低频段谐振频率的电流分布图模型，利用HFSS软件仿真并调整圆环结构，使其谐振在2.4GHz的低频频段；然后添加菱形部分，再用·524·为验证该小型化WLAN天线设计的合理性，我们在利用仿真软件HFSS进行仿真分析的基础上，