一種小型化雙頻天線的設計與分析

近年來，隨著無線通信技術的飛速發展，低成本、小型化、寬頻帶的多頻天線已經成為現代無線覆蓋了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、體積小等優點，使得其受到了廣泛的關注。特別是無線局域網(WLAN)的應用，更加要求能夠提供多頻帶工作的寬帶小型化天線，WLAN 在現有的微波通信系統中得到了廣泛的應用。近年來，國內外對WLAN 天線進行了廣泛的研究。

　　文獻[ 5] 提出了一種應用于5~ 6 GHz 無線通信的寬頻帶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[ 5] 的基礎上，介紹一種E 形微帶貼片天線和一個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的方式直接產生2 個帶寬。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，同時滿足IEEE 802. 11 a/ b/ g 的通信需求，且結構簡單、易于設計和制造。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 對設計天線的諧振特性和方向圖特性進行了研究，仿真結果表明，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 天線的結構和設計

　　天線的基本結構如圖1 所示，整個天線制作在40 ×40 mm2 的泡沫塑料( 介電常數是1. 07，與空氣的介電常數接近) 板上，介質板的高度為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度。

圖1 天線的基本結構

　　從圖1 可以看出，天線的基本結構由E 形微帶貼片和微帶偶極子組成。E 形微帶貼片的兩個端臂等長，中間為同軸饋電端口。電波通過饋電端口均勻地分布在E 形微帶貼片和偶極子上，使得貼片產生兩個諧振頻率。耦合縫隙t、寬度W2、W1 和W 決定偶極子的輻射，產生低頻段的諧振頻率。E 形微帶天線產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 個輻射源共用一個同軸饋電。