一种应用于WLAN/WIMAX的三频微带天线
发布时间：2020-12-14 19:23
文章设计了一个应用于WLAN（Wireless Local Area Networks）和WIMAX（Worldwide interoperability for Microwave Access）领域的具有三频带特性的微带天线.天线利用多分支形式来实现多频带特性,其结构包括印刷在介质板正面的一半圆形贴片、矩形环及一个领结形单元,在介质板背面的接地板采用非均匀结构,并在接地板上沿增加了矩形贴片用于改善阻抗匹配.通过仿真设计表明该天线在三个设计频段内达到理想的带宽并具有较好的全向辐射特性,分别在2.4GHz的频段带宽达到9%（2.39GHz-2.6GHz）,在3.5GHz的频段达到10%（3.29GHz-3.64GHz）,在5.8GHz频段达到8%（5.75GHz-6.03GHz）,且天线各频段性能可独立控制.天线具有较小的结构尺寸为31mm×18mm×1.6mm.最后,对天线进行了加工并测试,测试结果与仿真结果吻合良好.
【文章来源】：四川大学学报(自然科学版). 2014年01期 北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
图１三频天线的结构
从图中可以看到电流分布与上述设计基本吻合，在２．４ＧＨｚ处电流主要沿着微带线和矩形环分布，这是因为２．４ＧＨｚ段的谐振频率取决于矩形环的尺寸．在３．５ＧＨｚ处电流沿着半圆贴片和矩形环分布，而领结形单元上则只有很少量的电流分布，故半圆形贴片和矩形的尺寸主要影响３．５ＧＨｚ频段的特性．从图２（ｃ）可以看到５．８ＧＨｚ处电流主要分布在领结形单元上，其长度和宽度决定了５．８ＧＨｚ频段的辐射特性．下面对各单元的尺寸对各通频段的影响进行研究分析．图２电流分布图Ｆｉｇ．２Ｃｕｒｒｅｎｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ３．１半圆形贴片半径Ｒ的影响从以上分析得出微带线长度与半圆贴片的半径主要决定了３．５ＧＨｚ的频点，故在这里讨论了Ｒ对天线性能的影响．从图３可以看到Ｒ对３．５ＧＨｚ的频段的谐振点有较大的影响，而对２．４ＧＨｚ和５．８ＧＨｚ的频段影响不大，当Ｒ变大时，谐振点向低频方向偏，相反则谐振频率向高频方向移动．为了覆盖３．３－３．６ＧＨｚ的频段，这里的半径Ｒ选择４．７ｍｍ．图３半圆贴片的半径Ｒ对天线的影响Ｆｉｇ．３ＥｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｒａｄｉｕｓＲｏｆｔｈｅｓｅｍｉｃｉｒｃｌｅｐａｔｃｈｏｎｔｈｅａｎｔｅｎｎａｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ３．２矩形环尺寸的影响理论上，矩形环的周长主要影响频点２．４ＧＨｚ的特性，因为对矩形环进行了折叠处理，故下面就只对矩形环的部分尺寸做分析．图４（ａ）为Ｌｔ１对天线谐振频率的影响，从图中可以看到当Ｌｔ１变大时２．４ＧＨｚ和３．５ＧＨｚ的谐振点向低频方向移动，减小时
图２电流分布图Ｆｉｇ．２Ｃｕｒｒｅｎｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ３．１半圆形贴片半径Ｒ的影响从以上分析得出微带线长度与半圆贴片的半径主要决定了３．５ＧＨｚ的频点，故在这里讨论了Ｒ对天线性能的影响．从图３可以看到Ｒ对３．５ＧＨｚ的频段的谐振点有较大的影响，而对２．４ＧＨｚ和５．８ＧＨｚ的频段影响不大，当Ｒ变大时，谐振点向低频方向偏，相反则谐振频率向高频方向移动．为了覆盖３．３－３．６ＧＨｚ的频段，这里的半径Ｒ选择４．７ｍｍ．图３半圆贴片的半径Ｒ对天线的影响Ｆｉｇ．３ＥｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｒａｄｉｕｓＲｏｆｔｈｅｓｅｍｉｃｉｒｃｌｅｐａｔｃｈｏｎｔｈｅａｎｔｅｎｎａｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ３．２矩形环尺寸的影响理论上，矩形环的周长主要影响频点２．４ＧＨｚ的特性，因为对矩形环进行了折叠处理，故下面就只对矩形环的部分尺寸做分析．图４（ａ）为Ｌｔ１对天线谐振频率的影响，从图中可以看到当Ｌｔ１变大时２．４ＧＨｚ和３．５ＧＨｚ的谐振点向低频方向移动，减小时则向高频方向移动．图４（ｂ）为矩形环线宽Ｗｔ１对天线回波损耗的影响．由图可知，线宽Ｗｔ１除了影响了２．４ＧＨｚ和３．５ＧＨｚ的谐振频率之外还对３．５ＧＨｚ频段的带宽影响较大，这是因为结构上采用半圆贴片与矩形环并联，且线宽决定了微带线的阻抗，故矩形环的线宽对３．５ＧＨｚ频段的带宽有一定影响．从结果看到当线宽变窄时，并联阻抗变小则带宽变宽，当线宽增大时并联阻抗变大带宽变窄．３．３领结形贴片的影响由于领结形单元是５．８ＧＨｚ频段的主要
本文编号：2916893
【文章来源】：四川大学学报(自然科学版). 2014年01期 北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
图１三频天线的结构
从图中可以看到电流分布与上述设计基本吻合，在２．４ＧＨｚ处电流主要沿着微带线和矩形环分布，这是因为２．４ＧＨｚ段的谐振频率取决于矩形环的尺寸．在３．５ＧＨｚ处电流沿着半圆贴片和矩形环分布，而领结形单元上则只有很少量的电流分布，故半圆形贴片和矩形的尺寸主要影响３．５ＧＨｚ频段的特性．从图２（ｃ）可以看到５．８ＧＨｚ处电流主要分布在领结形单元上，其长度和宽度决定了５．８ＧＨｚ频段的辐射特性．下面对各单元的尺寸对各通频段的影响进行研究分析．图２电流分布图Ｆｉｇ．２Ｃｕｒｒｅｎｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ３．１半圆形贴片半径Ｒ的影响从以上分析得出微带线长度与半圆贴片的半径主要决定了３．５ＧＨｚ的频点，故在这里讨论了Ｒ对天线性能的影响．从图３可以看到Ｒ对３．５ＧＨｚ的频段的谐振点有较大的影响，而对２．４ＧＨｚ和５．８ＧＨｚ的频段影响不大，当Ｒ变大时，谐振点向低频方向偏，相反则谐振频率向高频方向移动．为了覆盖３．３－３．６ＧＨｚ的频段，这里的半径Ｒ选择４．７ｍｍ．图３半圆贴片的半径Ｒ对天线的影响Ｆｉｇ．３ＥｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｒａｄｉｕｓＲｏｆｔｈｅｓｅｍｉｃｉｒｃｌｅｐａｔｃｈｏｎｔｈｅａｎｔｅｎｎａｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ３．２矩形环尺寸的影响理论上，矩形环的周长主要影响频点２．４ＧＨｚ的特性，因为对矩形环进行了折叠处理，故下面就只对矩形环的部分尺寸做分析．图４（ａ）为Ｌｔ１对天线谐振频率的影响，从图中可以看到当Ｌｔ１变大时２．４ＧＨｚ和３．５ＧＨｚ的谐振点向低频方向移动，减小时
图２电流分布图Ｆｉｇ．２Ｃｕｒｒｅｎｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ３．１半圆形贴片半径Ｒ的影响从以上分析得出微带线长度与半圆贴片的半径主要决定了３．５ＧＨｚ的频点，故在这里讨论了Ｒ对天线性能的影响．从图３可以看到Ｒ对３．５ＧＨｚ的频段的谐振点有较大的影响，而对２．４ＧＨｚ和５．８ＧＨｚ的频段影响不大，当Ｒ变大时，谐振点向低频方向偏，相反则谐振频率向高频方向移动．为了覆盖３．３－３．６ＧＨｚ的频段，这里的半径Ｒ选择４．７ｍｍ．图３半圆贴片的半径Ｒ对天线的影响Ｆｉｇ．３ＥｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｒａｄｉｕｓＲｏｆｔｈｅｓｅｍｉｃｉｒｃｌｅｐａｔｃｈｏｎｔｈｅａｎｔｅｎｎａｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ３．２矩形环尺寸的影响理论上，矩形环的周长主要影响频点２．４ＧＨｚ的特性，因为对矩形环进行了折叠处理，故下面就只对矩形环的部分尺寸做分析．图４（ａ）为Ｌｔ１对天线谐振频率的影响，从图中可以看到当Ｌｔ１变大时２．４ＧＨｚ和３．５ＧＨｚ的谐振点向低频方向移动，减小时则向高频方向移动．图４（ｂ）为矩形环线宽Ｗｔ１对天线回波损耗的影响．由图可知，线宽Ｗｔ１除了影响了２．４ＧＨｚ和３．５ＧＨｚ的谐振频率之外还对３．５ＧＨｚ频段的带宽影响较大，这是因为结构上采用半圆贴片与矩形环并联，且线宽决定了微带线的阻抗，故矩形环的线宽对３．５ＧＨｚ频段的带宽有一定影响．从结果看到当线宽变窄时，并联阻抗变小则带宽变宽，当线宽增大时并联阻抗变大带宽变窄．３．３领结形贴片的影响由于领结形单元是５．８ＧＨｚ频段的主要
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