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适用于无线局域网的双频微带天线的研究与设计

喻先卫  
【摘要】:本论文主要针对无线局域网(wireless local area network,WLAN)三个标准所使用的三个频段,借助电磁仿真软件设计了四款可兼容三个标准的新型WLAN双频微带天线,天线的两个工作频段完全覆盖了三个目标频段。对这四款天线进行了实际制作和测试,测试结果与仿真结果吻合较好,证明了天线的设计正确性以及可行性。本文的主要工作及创新之处可以归纳为以下几点: 一、利用微带天线单片多模特性,改进了传统同轴馈电的矩形微带贴片天线,使用添加空气层的多层介质板结构以及在贴片上开槽的方法,展宽天线的带宽,使天线获得双频工作特性。天线带宽完全覆盖了三个无线局域频段,且辐射特性良好,增益较高。 二、设计了一款印刷单极子双频微带天线,在辐射贴片上附加寄生单元使天线双频工作,使用附加的寄生单元和有限接地板结构展宽天线在目标频段的带宽。最后得到的天线具有较宽的带宽完全覆盖了WLAN标准要求的三个频段,具有良好的辐射特性和增益。 三、设计了一款使用电磁耦合馈电的双频微带缝隙天线,在辐射贴片上开矩形缝隙,并在缝隙内嵌入“U形”和“倒E形”的辐射贴片,所得天线双频工作于目标频段,拥有足够的带宽覆盖目标频段,增益稳定,辐射特性良好。 四、根据市场上无线通信便携设备对天线小型化的要求,设计了一款结构简单的平面倒F型(PIFA)双频天线,该款天线结构简单而且尺寸较小,工作带宽覆盖了WLAN标准使用的三个频段,具有良好的增益和辐射特性完全符合WLAN通信系统的要求。 本文设计的天线不仅验证了设计理论的正确性,同时很好的应用了天线设计理论中的多频、宽频及小型化技术,天线实物的测量结果与仿真结果吻合较好,这证明了设计的天线符合无线局域网应用要求,适用于无线局域网通信系统。


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