基于一種WLAN三頻微帶天線(xiàn)設計應用

0 引言

基于IEEE802.11標準的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WLAN)允許在局域網(wǎng)絡(luò )環(huán)境中使用可以不必授權的ISM(IndustrialScientific and Medical)頻段中的2.4GHz或5GHz射頻波段進(jìn)行無(wú)線(xiàn)連接。因此WLAN作為當前最有效的無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)絡(luò )之一，已被廣泛應用在無(wú)線(xiàn)通信中。與利用雙絞銅線(xiàn)構成局域網(wǎng)絡(luò )相比，WLAN具有 可移動(dòng)、更迅捷、費用低、更可靠等優(yōu)點(diǎn)。隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)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(shí)就要求頻帶性能可以同時(shí)達到IEEE802.11a/b/g標準。

隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)通信的迅猛發(fā)展，手持式移動(dòng)終端設備成為人們日常生活的必須品。手機作為使用最普遍的一種，被提出越來(lái)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設計出符合要求的天線(xiàn)，這使得天線(xiàn)的設計難度增大。微帶天線(xiàn)由于其尺寸小、低剖面、質(zhì)量輕、易加工、成本低等特點(diǎn)，在手機中被廣泛應用。人們根據微帶天線(xiàn)的特性，進(jìn)行一系列的改進(jìn)。包括利用共面波導饋電,多層結構,縫隙加載技術(shù)來(lái)實(shí)現帶寬增加和天線(xiàn) 尺寸減小。

本文設計了一種微帶天線(xiàn)，其長(cháng)度為19mm,寬度為7.5mm.尺寸小、結構簡(jiǎn)單、易于加工，可工作在無(wú)線(xiàn)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(jià)值。

1 天線(xiàn)設計

本文提出的這種適用于手機中的WLAN天線(xiàn)如圖1所示。用常見(jiàn)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,相對介電常數為4.4.

該天線(xiàn)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(xiàn)結構的具體尺寸在圖2中進(jìn)行標注。在圖2中，A為饋電點(diǎn)，B為接地點(diǎn)，其寬度均為1.1 mm.

2 仿真與測試結果及分析

對圖2中所示結構用仿真軟件進(jìn)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(xiàn)實(shí)物，照片如圖4所示。

天線(xiàn)實(shí)物的S參數采用Agilent E5071C矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀進(jìn)行測試。圖5是天線(xiàn)S11參數的實(shí)測結果。從圖5中可以看出，實(shí)測結果達到WLAN的三頻段帶寬要求。