短距離無(wú)線通信中的天線技術(shù)研究.pdf

1、近年來(lái)，短距離無(wú)線通信的地位日益重要，所以研究短距離無(wú)線通信中的天線技術(shù)有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。其中，藍(lán)牙、802.11、IrDA、UWB、Zigbee是短距離無(wú)線通信中主要的標(biāo)準(zhǔn)。UWB技術(shù)由于具有高速率、大容量、高分辨率、抗多徑衰落、功率低、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、易數(shù)字化的優(yōu)點(diǎn)成為學(xué)者們的研究熱點(diǎn)。另外，隨著通信量的急劇增長(zhǎng)，使得通信系統(tǒng)不斷更新和擴(kuò)容。為減小天線間的干擾并降低成本，要求天線能同時(shí)滿足多個(gè)系統(tǒng)的通信要求，為此，雙頻天線成

2、為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。由于在無(wú)線局域網(wǎng)中使用2.4GHz頻段與5.8GHz頻段，所以研究同時(shí)工作在2.4GHz和5.8GHz頻段的雙頻天線是非常有意義的。文章主要研究了超寬帶天線和雙頻天線。 本文研制出三種新型的共面波導(dǎo)饋電的超寬帶天線，分別是： 1)新型的部分圓形貼片的共面波導(dǎo)饋電超寬帶天線，在一面敷銅的介電常數(shù)是3.4、厚度是0.8mm的介質(zhì)板上蝕刻而成。大小是800×800mm，反射損耗小于-10dB的工作范圍是：1

3、10MHz-880MHz，相對(duì)帶寬為155.56％。給出了頻率為246MHz、500MHz、740MHzH寸，E面和H面的歸一化輻射方向圖。天線在幾個(gè)頻率上具有有一致的極化平面和相似的寬帶輻射方向圖。H面為圓形，有較好的全向性，可以全向輻射。天線的增益在110MHz-620MHz的頻帶內(nèi)，都在0dBi以上，最大可以達(dá)到5.4dBi。 2)兩邊為圓弧結(jié)構(gòu)貼片的共面波導(dǎo)饋電超寬帶天線，在介電常數(shù)是3.38，厚度是0.813mm的R0

4、4003C敷銅介質(zhì)板上蝕刻而成。大小是50×50mm，反射損耗小于-10dB的工作范圍是：3GHz-20GHz，相對(duì)帶寬為148％。給出了頻率為3.5GHz、10GHz、16GHz時(shí)，E面和H面的仿真和測(cè)試的歸一化輻射方向圖。在工作的寬頻帶內(nèi)， H面為圓形，有較好的全向性，可以全向輻射，E面呈現(xiàn)“8”字形，也基本上可以全向輻射。測(cè)得的天線的增益在整個(gè)工作頻帶內(nèi)，都在-5dBi以上，最大可以達(dá)到6.5dBi。 3)兩邊為半圓弧結(jié)構(gòu)

5、貼片的共面波導(dǎo)饋電超寬帶天線，在介電常數(shù)是3.38，厚度是0.813mm的R04003C敷銅介質(zhì)板上蝕刻而成。大小是30×30mm，反射損耗小于-10dB的工作范圍是：4GHz-20GHz，相對(duì)帶寬為133％。給出了頻率為6GHz、15GHz時(shí)，E面和H面的仿真和測(cè)試的歸一化輻射方向圖。天線在幾個(gè)頻率上具有有一致的極化平面和相似的寬帶輻射方向圖。在H面為圓形，有較好的全向性，可以全向輻射。天線的增益在2.9GHz-15.3GHz的頻帶內(nèi)

6、，都在0dBi以上，最大可以達(dá)到5dBi。在工作頻帶內(nèi)，增益較為平坦，可以有效的輻射和接收信號(hào)。 研制了兩種新型的工作在2.4GHz頻段和5.8GHz頻段的小型雙頻天線，天線在兩個(gè)頻段上具有良好的且較一致的輻射特性。 1)共面波導(dǎo)饋電的帶短截線的矩形雙頻天線，在介電常數(shù)是4.4，厚度是1.6mm的FR4基片上蝕刻而成。反射損耗小于-10dB的工作范圍是：2.15GHz-2.5GHz和4.6GHz-7GHz，相對(duì)帶寬分別是

7、15％和41.4％。給出了天線在2.4GHz和5.8GHz的歸一化輻射方向圖，天線這在兩個(gè)頻率上具有有一致的極化平面和相似的輻射方向圖。在H面為圓形，有較好的全向性，可以全向輻射。增益在2GHz-8GHz內(nèi)都在0dBi以上，最大可達(dá)到7dBi。由于短截線的存在，改變了貼片表面電流的分布，由此降低了天線的頻率，增大了工作帶寬，降低了天線工作頻段內(nèi)的反射損耗。 2)小型的雙頻微帶天線，在介電常數(shù)是4.4，厚度是1.6mm的FR4基片

8、上蝕刻而成。使用曲流技術(shù)、雙諧振模式分別實(shí)現(xiàn)了天線的小型化和雙頻帶工作。反射損耗小于-10dB的工作范圍是：2.364GHz-2.401GHz和5.651GHz-5.8786Hz，相對(duì)帶寬分別是1.38％和3.94％。給出了天線在2.4GHz和5.8GHz的歸一化輻射方向圖，天線在這兩個(gè)頻率上具有有一致的極化平面和相似的輻射方向圖。在H面為圓形，有較好的全向性，可以全向輻射。在兩個(gè)工作頻段上增益都在-4dBi以上，且明顯高出它周圍的頻段