基于一種WLAN三頻微帶天線設計應用
0 引言
基于IEEE802.11標準的無線局域網(wǎng)(WLAN)允許在局域網(wǎng)絡環(huán)境中使用可以不必授權(quán)的ISM(IndustrialScientific and Medical)頻段中的2.4GHz或5GHz射頻波段進行無線連接。因此WLAN作為當前最有效的無線接入網(wǎng)絡之一,已被廣泛應用在無線通信中。與利用雙絞銅線構(gòu)成局域網(wǎng)絡相比,WLAN具有 可移動、更迅捷、費用低、更可靠等優(yōu)點。隨著無線局域網(wǎng)IEEE 802.11a標準(5.15~5.35 GHz,5.725~5.825 GHz)和IEEE 802.11b/g標準(2.4~2.483 5GHz)的相繼提出,WLAN得到了迅猛發(fā)展。與此同時就要求頻帶性能可以同時達到IEEE802.11a/b/g標準。
隨著無線通信的迅猛發(fā)展,手持式移動終端設備成為人們?nèi)粘I畹谋仨毱贰J謾C作為使用最普遍的一種,被提出越來越高的要求。輕、薄、小成為如今手機 發(fā)展的潮流。即在極為有限的空間內(nèi)設計出符合要求的天線,這使得天線的設計難度增大。微帶天線由于其尺寸小、低剖面、質(zhì)量輕、易加工、成本低等特點,在手機中被廣泛應用。人們根據(jù)微帶天線的特性,進行一系列的改進。包括利用共面波導饋電,多層結(jié)構(gòu),縫隙加載技術來實現(xiàn)帶寬增加和天線 尺寸減小。
本文設計了一種微帶天線,其長度為19mm,寬度為7.5mm.尺寸小、結(jié)構(gòu)簡單、易于加工,可工作在無線局域網(wǎng)的2.4GHz、5.2GHz、5.8GHz三頻段,在手機中具有很高的應用價值。
1 天線設計
本文提出的這種適用于手機中的WLAN天線如圖1所示。用常見的FR4基板模擬手機電路板,該PCB板尺寸為118 mm×58mm,厚度為1.2mm,相對介電常數(shù)為4.4.
該天線占用PCB板的面積為7.5mm×19mm,其背面切去地板尺寸為9mm×33mm.WLAN 天線結(jié)構(gòu)的具體尺寸在圖2中進行標注。在圖2中,A為饋電點,B為接地點,其寬度均為1.1 mm.
2 仿真與測試結(jié)果及分析
對圖2中所示結(jié)構(gòu)用仿真軟件進行仿真,設置的掃頻范圍從2~6GHz.得到-10dB 的阻抗帶寬如圖3所示。從圖3中看出帶寬以-10dB為標準,得到的低頻部分的帶寬為2.344~2.528GHz,而高頻部分帶寬為4.607~5.859GHz,完全覆蓋IEEE 802.11a/b/g標準。
在此基礎上制作了一款天線實物,照片如圖4所示。
天線實物的S參數(shù)采用Agilent E5071C矢量網(wǎng)絡分析儀進行測試。圖5是天線S11參數(shù)的實測結(jié)果。從圖5中可以看出,實測結(jié)果達到WLAN的三頻段帶寬要求。
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