一種基于非對稱共面饋電的小型化多頻段天線的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于無線通信技術領域，涉及一種基于非對稱共面饋電的小型化多頻段天線。
【背景技術】
[0002]隨著現代無線通信系統的飛速發展，無線局域網(Wireless Local AreaNetwork, WLAN)和全球微波互聯接入(Worldwide Interoperability for MicrowaveAccess, WiMAX)得到廣泛的應用，實現無地域限制的無線網絡模式。目前的WLAN主要工作在 2.45GHz (2.4—2.484GHz)、5.25GHz (5.15—5.35GHz)和 5.8GHz (5.725—5.825GHz)頻段，而 WiMAX 工作在 2.5GHz (2.5—2.69GHz)、3.5GHz (3.4—3.69GHz)和 5.5GHz (5.25—5.85GHz)頻段。天線在無線通信系統中占據十分重要的地位，是組成無線通信系統的主要部件之一。
[0003]在無線通信領域中，微帶天線由于具有體積小、重量輕、剖面低、可共形等特點，弓丨起了人們的廣泛關注。微帶多頻天線的設計方法有兩種:其一，用幾個窄帶諧振單元合成一個多頻段天線；其二，設計一種寬帶天線，然后采用濾波或頻帶阻斷技術獲得所需要的頻段。現在常用的天線小型化技術有以下幾種:增加介質基板的介電常數、短路加載技術、曲流技術、附加有源網絡、采用特殊形狀的貼片等。
【發明內容】
[0004]有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于非對稱共面饋電的小型化多頻段天線，該天線可同時工作于WLAN (2.4GHz和5.25GHz)和WiMAX (2.5GHz和3.5GHz)三個頻段。
[0005]為達到上述目的，本發明提供如下技術方案:
[0006]—種基于非對稱共面饋電的小型化多頻段天線，包括介質基板，輻射面，饋線，地面結構和陷波結構；所述天線的輻射面為半個橢圓金屬面，饋線與輻射面相連接，天線的饋電采用非對稱共面饋電結構，所述天線的地面結構為1/4橢圓形狀；所述陷波結構位于天線的背面，所述陷波結構包括三個開口諧振環，三個諧振環用于產生三個頻段的陷波。
[0007]進一步，所述三個開口諧振環的開口尺寸均為Ws，三個諧振環同圓心，所述三個開口諧振環的半徑各不相同，分別為大諧振環，中諧振環，小諧振環。
[0008]進一步，所述大諧振環用于產生低頻段的陷波，所述中諧振環用于產生中頻段的陷波，所述小諧振環用于產生高頻段的陷波。
[0009]進一步，所述輻射面橢圓的長軸為2 (W - W2 - W3 - ff0/2)，短軸為L - W4 - L1;其中，W為多頻段天線的寬，胃2為輻射面右頂點到多頻段天線右邊的距離，W3為輻射面左邊到多頻段天線左邊的距離，W。為饋線的寬，L為多頻段天線的長，W 4為輻射面上頂點到多頻段天線上邊的距離，L1為饋線的長。
[0010]進一步，所述地面結構橢圓的長軸為2 (W - W3 - W。- d - L2)，短軸為2 (L1 -W1);其中，W為多頻段天線的寬，W3為輻射面左邊到多頻段天線左邊的距離，W。為饋線的寬，d為饋線的右邊到地面結構左邊的距離，L2為地面結構右頂點到多頻段天線右邊的距離，L1為饋線的長，W1輻射面下頂點到地面結構上頂點的距離。
[0011]進一步，所述三個開口諧振環的尺寸為:?= 2.5臟，R2= 2.7臟，R3= 3.5臟，R4=3.8mm，R5= 4.6mm，R 6= 4.8mm，Ws= 1mm，X1=S.8mm，Y1=S.5mm ;R 丨為小諧振環內環半徑，&為小諧振環外環半徑，1?3為中諧振環內環半徑，R4為中諧振環外環半徑，R5為大諧振環內環半徑，&為大諧振環外環半徑，X:為諧振環圓心到多頻段天線左邊的距離，Y:為諧振環圓心到多頻段天線下邊的距離。
[0012]進一步，所述三個頻段分別為高頻段5.2GHz-5.6GHz、中頻段3.24GHz_3.9IGHz和低頻段 2.2GHz-2.9GHzo
[0013]進一步，所述介質基板為FR4介質板，介電常數為4.4，介質板厚度為1.6mm。
[0014]本發明的有益效果在于:本發明提供的一種基于非對稱共面饋電的小型化多頻段天線，可同時工作于WLAN(2.4GHz和5.25GHz)和WiMAX(2.5GHz和3.5GHz)三個頻段的微帶天線；通過使用非對稱共面饋電方式，極大地減小了天線的尺寸，實現天線的小型化；通過在一個寬頻帶的微帶天線的基礎上加載開口諧振金屬環(SRR)，達到陷波的目的；通過使用3個大小不同的開口諧振環，以實現3個不同頻率的陷波，從而獲得可應用于WLAN和WiMAX通信系統的三頻段天線。
【附圖說明】
[0015]為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步的詳細描述，其中:
[0016]圖1為本發明所述多頻段天線的結構示意圖；
[0017]圖2為寬帶天線的S11;
[0018]圖3為加載陷波結構的天線；
[0019]圖4為三頻段陷波結構；
[0020]圖5為加載一個環的陷波天線的S11;
[0021]圖6為加載兩個環的陷波天線的S11;
[0022]圖7為加載三個環的陷波天線的S11;
[0023]圖8為加載諧振環與未加載諧振環的天線的S11;
[0024]圖9為2.5GHz的輻射方向圖；
[0025]圖10為3.5GHz的輻射方向圖；
[0026]圖11為5.5GHz的輻射方向圖。
【具體實施方式】
[0027]下面將結合附圖，對本發明的優選實施例進行詳細的描述。
[0028]本發明所提供的一種基于非對稱共面饋電的小型化多頻段天線，其結構如圖1所示，天線的基板為FR4介質板，介電常數為4.4，尺寸為:28mmX 18mmX 1.6mm。天線的正面由右邊的半個橢圓金屬面組成天線的輻射面，該橢圓的長軸為2 (W - W2 - W3 - ff0/2)，短軸為:L-W4-Lp輻射面位于多頻段天線的左上方。
[0029]天線的饋電采用非對稱共面饋電結構，該結構可以極大地減小天線的尺寸，實現天線的小型化。饋線與輻射面相連接，饋線的左邊與橢圓輻射面的中心線在同一條線上，饋線的寬度為W。= 3mm。
[0030]該天線的地面結構為1/4橢圓，為橢圓右上部分。地面橢圓的長軸為:2(W-W3 -W。- d - L2)，短軸為:2 (L1 - W1)。饋線的右邊與地面結構左邊的縫隙為d = 0.4mm。地面結構位于多頻段天線的下方。圖1的天線結構是一個寬頻帶天線，其S11如圖2所示，天線的帶寬從2.1GHz到6GHz以上。圖2中的S參數對應的天線的尺寸為:多頻段天線的長L =28mm，多頻段天線的寬W = 18mm，饋線的寬W。= 3mm，福射面下頂點到地面結構上頂點的距離W1= 0.44_，地面結構右頂點到多頻段天線右邊的距離L