一種小型化雙頻天線的設(shè)計(jì)與分析

近年來(lái)，隨著無(wú)線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，低成本、小型化、寬頻帶的多頻天線已經(jīng)成為現(xiàn)代無(wú)線覆蓋了2. 4~ 2. 485/ 5. 15~ 5. 35/ 5. 725~ 5. 825 GHz。

　　微帶天線由于重量輕、低剖面、體積小等優(yōu)點(diǎn)，使得其受到了廣泛的關(guān)注。特別是無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)的應(yīng)用，更加要求能夠提供多頻帶工作的寬帶小型化天線，WLAN 在現(xiàn)有的微波通信系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)WLAN 天線進(jìn)行了廣泛的研究。

　　文獻(xiàn)[ 5] 提出了一種應(yīng)用于5~ 6 GHz 無(wú)線通信的寬頻帶E 形微帶天線，但是僅僅工作在單一頻帶，不能滿足WLAN 的雙頻段覆蓋。

　　在文獻(xiàn)[ 5] 的基礎(chǔ)上，介紹一種E 形微帶貼片天線和一個(gè)微帶偶極子組合成的雙頻帶微帶天線。該天線采用縫隙耦合和電波引導(dǎo)的方式直接產(chǎn)生2 個(gè)帶寬。它能很好地滿足WLAN 和HIPERLNA( 5. 15~ 5. 35 GHz 和5. 47~ 5. 825 GHz) 的雙頻帶通信需求，同時(shí)滿足IEEE 802. 11 a/ b/ g 的通信需求，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于設(shè)計(jì)和制造。天線的輻射部分主要有E 形微帶貼片和微帶偶極子組成。利用電磁仿真軟件CST 對(duì)設(shè)計(jì)天線的諧振特性和方向圖特性進(jìn)行了研究，仿真結(jié)果表明，該天線能滿足WLAN 的雙頻通信需求，且增益比同類天線有所提高。

　　1 天線的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)

　　天線的基本結(jié)構(gòu)如圖1 所示，整個(gè)天線制作在40 ×40 mm2 的泡沫塑料( 介電常數(shù)是1. 07，與空氣的介電常數(shù)接近) 板上，介質(zhì)板的高度為5 mm，E 形微帶貼片和微帶偶極子貼片的厚度均采用0. 2 mm的銅皮，接地板采用0. 2 mm 的銅皮，以確保天線有足夠的支撐強(qiáng)度。

圖1 天線的基本結(jié)構(gòu)

　　從圖1 可以看出，天線的基本結(jié)構(gòu)由E 形微帶貼片和微帶偶極子組成。E 形微帶貼片的兩個(gè)端臂等長(zhǎng)，中間為同軸饋電端口。電波通過(guò)饋電端口均勻地分布在E 形微帶貼片和偶極子上，使得貼片產(chǎn)生兩個(gè)諧振頻率。耦合縫隙t、寬度W2、W1 和W 決定偶極子的輻射，產(chǎn)生低頻段的諧振頻率。E 形微帶天線產(chǎn)生天線的高頻段的諧振頻率，偶極子微帶天線諧振在低頻段，2 個(gè)輻射源共用一個(gè)同軸饋電。