一種應(yīng)用于WiFi和WiMAX的加載零諧振單元的三頻單極子天線

3實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

為了驗(yàn)證該加載零諧振單元的單機(jī)自天線設(shè)計方法的有效性，基于圖2中給出的天線設(shè)計尺寸，我們加工了一個實(shí)物樣品并且進(jìn)行了回波損耗，方向圖等參數(shù)的測量，樣品天線的照片見圖3。

圖3天線加工實(shí)物圖

圖4天線加工實(shí)物圖

天線仿真與實(shí)測的回波損耗見圖4。從圖中可以看出，測試結(jié)果與仿真結(jié)果基本吻合，天線的實(shí)測回波損耗10dB帶寬可以覆蓋WiFi（2.40GHz-2.48GHz，5.15GHz-5.80GHz）與WiMAX（3.3GHz-3.8GHz）的通信頻帶，滿足設(shè)計要求。

天線仿真的電流分布見圖5，從圖中可以看出在2.45GHz左右，電流集中在細(xì)線電感和交指電容上，并且震蕩電流相位一致，符合零諧振的特點(diǎn)。3.5GHz左右電流從饋線和電感向交織集中產(chǎn)生震蕩。5.5GHz左右單極子主體電流密度較大，單極子為主要輻射體,同時加載交指電容與細(xì)線電感對電流分布有一定的影響。

圖5天現(xiàn)在各個頻段上的電流分布

圖6給出了該天線在三個工作頻段的仿真與測試方向圖，可以看到在較低頻率天線的全向性較好，輻射方向比較一致，在高頻段。隨著頻率的升高，輻射方向圖有一定的惡化，其原因是加載交指電容與細(xì)線電感對原單極子電流分布產(chǎn)生了影響，導(dǎo)致輻射方向有一定的偏移。在測試過程中由于條件限制xy平面交叉極化測試結(jié)果相比仿真結(jié)果有較大偏差。同時天線的增益仿真與測試曲線也在圖7中給出，可以看到天線的增益在工作頻帶內(nèi)均在2.2dBi以上，可以滿足其在小型WLAN設(shè)備上的應(yīng)用。