《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于WLAN的雙頻天線的設(shè)計(jì)
摘要: 文中設(shè)計(jì)了一種適用于WLAN系統(tǒng)的印刷偶極子天線。它通過(guò)印制在FR4介質(zhì)板上而成,,尺寸為90 mm×80 mm。
關(guān)鍵詞: RF|微波 天線 雙頻 WLAN
Abstract:
Key words :

無(wú)線局域網(wǎng)是利用無(wú)線技術(shù)實(shí)現(xiàn)接入以太網(wǎng)的技術(shù),,是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,。與有線網(wǎng)絡(luò)相比,無(wú)線局域網(wǎng)的主要優(yōu)勢(shì)是可移動(dòng),,無(wú)需線纜即可接入網(wǎng)絡(luò),。無(wú)線局域網(wǎng)也存在信號(hào)干擾等缺點(diǎn)。目前的無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)主要有:IEEE 802.11a(5.15~5.35/5.47~5.725/5.725~5.875 GHz),,IEEE 802.1lb和802.1lg(2.4—2.5 GHz),。WLAN天線是無(wú)線局域網(wǎng)通信系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵部件,其性能的好壞直接影響到無(wú)線通信的質(zhì)量,。國(guó)內(nèi)外對(duì)于WLAN天線已經(jīng)進(jìn)行了廣泛的研究,,提出了很多工作在雙頻段的天線形式,例如偶極天線(Dipole Anten-na), PIFA天線(Planar Inverted-F Antenna),,平面單極子天線(Planarl Monopole Antenna),,準(zhǔn)八木天線(Quari-Yagi antenna)等。這些天線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,、制作成本低,,因而非常適合WLAN裝置使用。

  文中設(shè)計(jì)了一種適用于WLAN系統(tǒng)的印刷偶極子天線,。它通過(guò)印制在FR4介質(zhì)板上而成,,尺寸為90 mm×80 mm。

  1 天線結(jié)構(gòu)

  設(shè)計(jì)的雙頻天線結(jié)構(gòu),,如圖1所示,。

 

 

 


  天線水平放置在x-z平面,,圖1(a)中灰色部分為天線輻射部分,白色部分為介質(zhì),。圖1(b)中灰色部分為巴倫饋線,,白色部分為介質(zhì)。天線由偶極子陣列組成,,振子通過(guò)印制在相對(duì)介電常數(shù)為4.4,、厚度0.8 mm的介質(zhì)板上實(shí)現(xiàn)。偶極子的長(zhǎng)度和諧振頻率有關(guān),,長(zhǎng)振子對(duì)應(yīng)低端頻段,,短振子對(duì)應(yīng)高端頻段,因此該天線可以工作在2.4/5.8 GHz的雙頻段,。一般常用的設(shè)計(jì)使用半波長(zhǎng)或1/4波長(zhǎng)作為天線的長(zhǎng)度,。

  通過(guò)在Ansoft HFSS中建模、仿真優(yōu)化之后,,得出天線的結(jié)構(gòu)尺寸(單位:mm)為:W1=4,,W2=1,W3=7.4,,W4=7,,Ll=49,L2=9,,L3=18.5,,La=15.5,Lb=5,。

  2 仿真結(jié)果

  天線駐波的仿真結(jié)果,,如圖2所示。天線諧振于2.4 GHz和5.8 GHz,,實(shí)現(xiàn)雙頻工作,。低端頻段(駐波<2)為2.35~2.47 GHz,帶寬約有120 MHz,,覆蓋了IEEE802.1lb/g的工作頻段,;高端頻段為5.56~6.07 GHz,帶寬約為510 MHz,,覆蓋了IEEE802.11 a的工作頻段,。

 

 

 

  該天線的方向圖,如圖3所示,。

 

 

 

 

  由方向圖可以看出該天線在y~z平面內(nèi)的波束具有雙指向性,,主極化好,交叉極化小,。

  相比文獻(xiàn)中的準(zhǔn)八木天線,,方向圖具有雙指向性,,可以滿足一些對(duì)波束指向有要求的應(yīng)用。

  3 結(jié)束語(yǔ)

  文中設(shè)計(jì)了一種WIAN雙頻偶極子印刷天線,,通過(guò)對(duì)雙頻印刷天線的仿真,、優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了WLAN標(biāo)準(zhǔn)的工作頻段,,方向圖有一定的指向性,,適用于對(duì)波束指向有一定要求的應(yīng)用。該天線尺寸小,,便于集成,;性能好,滿足無(wú)線局域網(wǎng)通信應(yīng)用的要求,。

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