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一种新颖的宽频带无线局域网天线设计

发布时间:2020-07-21 17:58:45 阅读: 来源:带锯床厂家

摘要:本文提出一种结构简单的、宽带双频、共面波导馈电的单极子天线,本天线采用50欧姆的SMA接头对其进行馈电,印刷集成在一个22×35mm2的介质基板上,覆盖了无线局域网(WLAN)的2.4-,5.2-,5.8-GHz三个频带,并且具有良好的阻抗匹配特性。此天线的低谐振模式在VSWR2时的阻抗带宽为320MHz(2.38到2.70GHz),满足了2.4-GHz WLAN工作频段(2.400-2.484GHz);此外,天线的高谐振模式在VSWR2时的阻抗带宽为2.480GHz(3.580到6.060GHz),包含了5.2-GHz的HIPERLAN频段(5.150到5.350GHz)和5.8-GHz的WLAN频段(5.725到5.852GHz)。关键词:共面波导馈电;无线局域网;双频段天线;宽频带;低剖面0 引言 近年来,随着无线通信和移动通信技术的发展,移动终端设备使用越来越广泛,无线局域网(WLAN)技术也广泛应用在笔、手机、手持终端、汽车中。随着IEEE802.11 a(5.15~5.3 5GHz,5.725~5.825GHz)和802.11b/g(2.4~2.4835GHz)标准的提出,WLAN得到了迅猛发展。与此同时对WLAN天线的要求也越来越高,要求其体积小、重量轻、生产加工便捷、天线成本低廉,同时在功能上要求使用频宽较宽以及有双频性能以同时达到802.11a/b/g标准要求。所以,近年来对小型化的多频段WLAN天线的研究大量涌现。 无线系统都是用来传输高速数据的,即要求天线具有很高的带宽。同时随着电路集成度的提高,系统对天线的体积有着苛刻的要求,物理空间的限制成为系统设计必须考虑的重要因素。随着天线尺寸的减小,天线效率会显著降低,带宽也会随之变窄。如何在天线带宽等性能受尺寸限制的情况下,设计出宽带小型化的天线是个难点。 传统的单极子天线结构简单、容易馈电,但是其工作频带很窄,无法满足WLAN的频带宽度。而且在很多需娄低剖面、紧结构、小型化、易集成的天线的情况下,就更难胜任了。后来出现了平面单极子天线,虽然满足了小型化、低剖面问题,但是带宽窄的先天劣势无法避免。近些年来,共面波导馈电的天线在WLAN天线设计中受到了很多的关注,因为它拥有宽带、良好的阻抗匹配、简单的单层金属结构、容易与有源器件或者单片微波集成电路(MMIC)合成等特点。在一些现有的该天线设计中,存在小型化、结构简单、多频段和宽频带之间的矛盾。本文所提出的天线是在原有基础上,加入了天线阵的概念,强化了辐射强度的同时,有效地展宽了频带,而且结构简单,经过大量的仿真优化,成功设计出了一种新颖的应用于现代WLAN通信的天线。1 天线结构设计 本文设计出的天线结构如图1所示。此天线的辐射面和地面印刷在22×35mm2、相对介电常数εr=4.4的介质板上,介质板厚度为H=1.6 mm。天线由50 Ω SMA连接器进行馈电。天线的辐射单元有两部分组成,左边部分包括两个W6、L3和W8/2共四个贴片,产生低谐振频率,右边部分包括四个竖直片和W8/2共五个贴片,产生高的谐振频率。根据单极子的工作原理,谐振时的长度为波长的四分之一。左边长度(W6+L3+ W8/2)设置为谐振频率为2.54GHz时波长的四分之一,右边长度(L9+W8/2)设置为谐振频率为4.82GHz时波长的四分之一。为了加强辐射强度并且增大带宽,运用天线阵的概念,两部分都增加了相近的辐射贴片。由于耦合效应的存在,两部分长度需进行微调。

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21 SQL Join1

Numpy 的 ndarray 对象

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