[實(shí)用新型]一種小型化多頻帶WLAN/WiMAX天線

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420282378.0
• 申請(qǐng)日: 2014-05-29
• 公開（公告）號(hào): CN203871466U
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃惠芬;張少芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H01Q1/36
• 分類號(hào): H01Q1/36;H01Q5/01
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及小型微帶天線研究領(lǐng)域，特別涉及一種小型化多頻帶WLAN/WiMAX天線。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代無線通信技術(shù)的迅速發(fā)展，無線局域網(wǎng)(Wireless?Local?Area?Networks，WLAN)和全球微波互聯(lián)接入(Worldwide?Interoperability?for?Microwave?Access，WiMAX)成為無線通信的重要研究方向。WLAN是利用無線通信技術(shù)在空中傳輸數(shù)據(jù)、話音和視頻信號(hào)，使用戶可以隨時(shí)隨地地交換信息，是一項(xiàng)新興的寬帶無線接人技術(shù)，能提供面向互聯(lián)網(wǎng)的高速連接，數(shù)據(jù)傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)50km。天線作為無線通信系統(tǒng)的重要組成部分，其性能優(yōu)劣將對(duì)整個(gè)通信系統(tǒng)產(chǎn)生重大的影響。目前的WLAN主要工作在2.45GHz(2.4-2.484GHz)、5.2GHz(5.15-5.35GHz)和5.8GHz(5.725-5.825GHz)，而WiMAX工作在2.5GHz(2.5-2.69GHz)、3.5GHz(3.4—3.69GHz)和5.5GHz(5.25-5.85GHz)。

隨著高速集成電路的快速發(fā)展，系統(tǒng)設(shè)備向多功能一體化、小型集成化、模塊化、智能化的方向不斷邁進(jìn)。作為無線電系統(tǒng)的終端設(shè)備，現(xiàn)代電子設(shè)備對(duì)天線提出更高的性能要求：寬帶、小型化、體積小、重量輕、易于制造、成本低、易于集成化等，這一需求促進(jìn)了天線小型化、平面化的發(fā)展。無線通信的廣泛應(yīng)用，使得頻譜資源變得越來越緊張，因此設(shè)計(jì)小型化、體積小，重量輕，雙頻或多頻的WLAN/WiMAX天線具有重要意義。微帶天線由于低剖面、低成本、易于制作等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的研究和應(yīng)用。目前實(shí)現(xiàn)微帶天線多頻，小型化的工作主要有以下方法：(1)采用多層重疊貼片結(jié)構(gòu)，利用兩個(gè)貼片層疊的方式形成兩個(gè)諧振器對(duì)應(yīng)著不同的諧振頻率進(jìn)行雙頻輻射，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜；(2)單基片，多個(gè)貼片結(jié)構(gòu)采用諧振頻率不同的貼片相嵌套的形式形成雙諧振，有L形，G形、C形，U形等，并且能夠減小天線的體積。盡管天線尺寸減小到一定程度，但是覆蓋WLAN/WiMAX所有頻段的小型天線很少，因此設(shè)計(jì)多頻小型化WLAN/WiMAX天線具有重要意義。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種小型化多頻帶WLAN/WiMAX天線，該天線在目前微帶單極子天線的基礎(chǔ)上，通過若干設(shè)置使其帶寬和頻率滿足WALN/WiMAX頻點(diǎn)的要求，并且尺寸緊湊，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易制作，成本低。

本實(shí)用新型的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種小型化多頻帶WLAN/WiMAX天線，包括地板層、基板層、微帶貼片層，微帶貼片層上設(shè)置一饋電結(jié)構(gòu)，其饋電端口設(shè)置于基板層上；所述微帶貼片層上設(shè)置一個(gè)用于實(shí)現(xiàn)3.5GHz的輻射的S形微帶結(jié)構(gòu)，該S形微帶結(jié)構(gòu)由第一微帶貼片、第二微帶貼片和第三微帶貼片組成，上述3個(gè)微帶貼片寬度可調(diào)，第一微帶貼片與饋電端口相連；所述微帶貼片層上還設(shè)置一個(gè)用于實(shí)現(xiàn)2.4GHz的輻射的帶缺口的環(huán)形結(jié)構(gòu)，由第四微帶貼片、第五微帶貼片和第六微帶貼片組成，上述3個(gè)微帶貼片寬度可調(diào)，第五微帶貼片和第六微帶貼片之間為環(huán)形缺口。通過S形微帶結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)3.5GHz的輻射，通過帶缺口的環(huán)形結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)2.4GHz的輻射，滿足帶寬要求和頻率要求。

優(yōu)選的，所述S形微帶形結(jié)構(gòu)和帶缺口的環(huán)形結(jié)構(gòu)通過一L形微帶貼片連接，L形微帶形貼片大小可調(diào)。改變L形貼片結(jié)構(gòu)的大小，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)2.4GHz和3.5GHz的阻抗匹配，并滿足其寬帶要求。

優(yōu)選的，所述基板層為FR4基板，F(xiàn)R4的相對(duì)介電常數(shù)是4.4，介電損耗為0.02。

優(yōu)選的，所述饋電結(jié)構(gòu)為階梯饋電結(jié)構(gòu)，其饋電端口設(shè)置于FR4基板的右邊。采用這種結(jié)構(gòu)能夠有效增加天線諧振路徑，減小天線的尺寸,并且能夠更好地實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。

優(yōu)選的，所述階梯饋電結(jié)構(gòu)包括第七微帶貼片和第八微帶貼片，第八微帶貼片與第一微帶貼片相連，在第八微帶貼片下面的地板上開一個(gè)矩形縫隙。用來實(shí)現(xiàn)5GHz的輻射，該矩形縫隙的長(zhǎng)度、寬度以及位置決定了諧振頻率以及頻率的匹配效果。采用缺陷型地板是為了增加阻抗的匹配效果。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

1、本實(shí)用新型通過設(shè)置一個(gè)S形微帶形結(jié)構(gòu)連接一個(gè)帶缺口的環(huán)形結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了2.4GHz和3.5GHz的輻射，這種結(jié)構(gòu)能夠增加天線的諧振路徑，進(jìn)而減小天線的尺寸。

2、本實(shí)用新型通過在階梯饋電結(jié)構(gòu)其中一個(gè)微帶貼片下面的地板上開一個(gè)矩形縫隙，實(shí)現(xiàn)5GHz的輻射，這樣可以使頻率之間的耦合度降低，獨(dú)自控制諧振頻率。