一种小型化双频天线的设计与分析

近年来，随着无线通信技术的飞速发展，低成本、小型化、宽频带的多频天线已经成为现代无线覆盖了2. 4~ 2. 485/ 5. 15~ 5. 35/ 5. 725~ 5. 825 GHz。

　　微带天线由于重量轻、低剖面、体积小等优点，使得其受到了广泛的关注。特别是无线局域网(WLAN)的应用，更加要求能够提供多频带工作的宽带小型化天线，WLAN 在现有的微波通信系统中得到了广泛的应用。近年来，国内外对WLAN 天线进行了广泛的研究。

　　文献[ 5] 提出了一种应用于5~ 6 GHz 无线通信的宽频带E 形微带天线，但是仅仅工作在单一频带，不能满足WLAN 的双频段覆盖。

　　在文献[ 5] 的基础上，介绍一种E 形微带贴片天线和一个微带偶极子组合成的双频带微带天线。该天线采用缝隙耦合和电波引导的方式直接产生2 个带宽。它能很好地满足WLAN 和HIPERLNA( 5. 15~ 5. 35 GHz 和5. 47~ 5. 825 GHz) 的双频带通信需求，同时满足IEEE 802. 11 a/ b/ g 的通信需求，且结构简单、易于设计和制造。天线的辐射部分主要有E 形微带贴片和微带偶极子组成。利用电磁仿真软件CST 对设计天线的谐振特性和方向图特性进行了研究，仿真结果表明，该天线能满足WLAN 的双频通信需求，且增益比同类天线有所提高。

　　1 天线的结构和设计

　　天线的基本结构如图1 所示，整个天线制作在40 ×40 mm2 的泡沫塑料( 介电常数是1. 07，与空气的介电常数接近) 板上，介质板的高度为5 mm，E 形微带贴片和微带偶极子贴片的厚度均采用0. 2 mm的铜皮，接地板采用0. 2 mm 的铜皮，以确保天线有足够的支撑强度。

图1 天线的基本结构

　　从图1 可以看出，天线的基本结构由E 形微带贴片和微带偶极子组成。E 形微带贴片的两个端臂等长，中间为同轴馈电端口。电波通过馈电端口均匀地分布在E 形微带贴片和偶极子上，使得贴片产生两个谐振频率。耦合缝隙t、宽度W2、W1 和W 决定偶极子的辐射，产生低频段的谐振频率。E 形微带天线产生天线的高频段的谐振频率，偶极子微带天线谐振在低频段，2 个辐射源共用一个同轴馈电。