一種wlan雙頻天線的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種wlan雙頻天線，通過印制在FR4介質(zhì)板上而成，尺寸為50mm×40mm。對雙頻印刷天線的仿真、優(yōu)化，實現(xiàn)了WLAN標準的工作頻段，方向圖有一定的指向性，適用于對波束指向有一定要求的應用。該天線尺寸小，便于集成；性能好，滿足無線局域網(wǎng)通信應用的要求。
【專利說明】—種wlan雙頻天線
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及通訊領(lǐng)域，特別是涉及一種應用WLAN技術(shù)的小型化的雙頻天線。【背景技術(shù)】
[0002]無線局域網(wǎng)是利用無線技術(shù)實現(xiàn)接入以太網(wǎng)的技術(shù)，是計算機網(wǎng)絡與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。與有線網(wǎng)絡相比，無線局域網(wǎng)的主要優(yōu)勢是可移動，無需線纜即可接入網(wǎng)絡。無線局域網(wǎng)也存在信號干擾等缺點。
[0003]隨著無線技術(shù)的發(fā)展，WLAN技術(shù)受到越來越多消費者的青睞，也被越來越多的產(chǎn)品所重視。風頭正勁的PAD (平板電腦或掌上電腦)類產(chǎn)品、大屏手機類產(chǎn)品以及CPE(Customer Premise Equipment,客戶終端設備)類產(chǎn)品等,都要求可以更好的實現(xiàn)“隨時隨地通過WLAN上網(wǎng)”的功能。
[0004]上述各類終端產(chǎn)品中，天線作為實現(xiàn)其“隨時隨地通過WLAN上網(wǎng)”功能的重要組成部分，直接影響終端產(chǎn)品的收發(fā)性能，也即上網(wǎng)的速度及穩(wěn)定性。目前業(yè)界大多是僅支持
2.4GHz的單頻天線，且天線較普遍的采用了傳統(tǒng)的支架天線的形式。
[0005]上述的這些天線結(jié)構(gòu)復雜、制作成本高、尺寸較大，根本無法滿足現(xiàn)有WLAN裝置使用。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型針對現(xiàn)有WLAN天線所存在的結(jié)構(gòu)復雜、制作成本高、尺寸較大等問題，而提供一種wlan雙頻天線。該天線尺寸小、性能好，能夠滿足無線局域網(wǎng)通信應用的要求。
[0007]為了達到上述目的，本實用新型采用如下的技術(shù)方案:
[0008]—種wlan雙頻天線,所述天線包括介質(zhì)板,所述雙頻天線中包括兩組偶極子組和巴倫饋電，所述兩組偶極子組上下對稱印刷設置在介質(zhì)板的正面且兩者之間設置有一開槽，所述巴倫饋電印刷設置在介質(zhì)板的背面。
[0009]在本實用新型的優(yōu)選實例中，所述每組偶極子組中包括兩個長偶極子和兩個短偶極子，所述兩長偶極子沿天線中軸線對稱分布在兩側(cè)且沿水平向上垂直設置，兩個短偶極子對稱分布于兩長偶極子中間，且沿水平向上垂直設置。
[0010]進一步的，所述長偶極子為長方形，其寬度為3.5mm，長度為14mm ;所述短偶極子為長方形，其寬度為1.5mm，長度為10mm，且短偶極子與其相鄰的長偶極子之間相隔8mm。
[0011]進一步的,所述介質(zhì)板為FR4介質(zhì)板，其厚度為Imm,相對介電常數(shù)為4.5。
[0012]進一步的，所述天線尺寸為50mm X 40mm。
[0013]根據(jù)上述方案形成的天線具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕，成本低、易于集成等優(yōu)點，適用于無線局域網(wǎng)系統(tǒng)。
【專利附圖】
【附圖說明】[0014]以下結(jié)合附圖和【具體實施方式】來進一步說明本實用新型。
[0015]圖1為本實用新型的正面示意圖；
[0016]圖2為本實用新型的背面示意圖。
【具體實施方式】
[0017]為了使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本實用新型。
[0018]本實用新型提供的wlan雙頻天線,通過印制在FR4介質(zhì)板上而成,采用巴倫來率禹合饋電50mmX40mm的尺寸，便于集成安裝；美觀。
[0019]參見圖1和2，整個天線100主要包括介質(zhì)板101，以及印刷設置在介質(zhì)板101正反面的兩組偶極子組102和巴倫饋電103。兩組偶極子組上下對稱印刷設置在介質(zhì)板的正面且兩者之間設置有一開槽，而巴倫饋電103印刷設置在介質(zhì)板101的背面。
[0020]其中，每組偶極子組102中包括兩個長偶極子102a和兩個短偶極子102b，這四個偶極子分布同一水平面上，兩長偶極子沿天線中軸線對稱分布在兩側(cè)且沿水平向上垂直設置，兩個短偶極子對稱分布于兩長偶極子中間，沿水平向上垂直設置。
[0021]具體的，長偶極子為長方形，其寬度為3.5mm,長度為14mm ;而短偶極子同樣也為長方形，其寬度為1.5mm,長度為IOmm,且短偶極子與其相鄰的長偶極子之間相隔8mm。
[0022]介質(zhì)板101具體采用FR4介質(zhì)板，其厚度為Imm,相對介電常數(shù)為4.5。
[0023]由此形成的天線結(jié)構(gòu)，根據(jù)偶極子的工作原理可知，其諧振臂的長度約為諧振波長的I / 4。為了能夠雙頻工作，必須要有能激起兩個諧振的面電流，對于偶極子就需要有兩對諧振臂。為了縮小天線的尺寸，一般采取彎曲諧振臂使電流長度變長的方式達到減小天線諧振臂的長度。對于WLAN的兩個頻段2400?2484MHz和5725?5825MHz。由偶極子的工作原理可知，對應于低頻段f0=2.4GHz的諧振電流長度約為31mm，而對應于高頻段f0=5.8GHz的諧振電流長度約為13mm。此外,饋電方式直接影響著天線是否適合集成或共形，采用合理的饋電方式不僅可以縮小天線的尺寸，還可以使天線較容易集成和共形，在整個通信系統(tǒng)中占用更小的空間。本實用新型提出的印刷偶極子采用了集成的巴倫，使天線適合集成和共形。
[0024]由此，本實用新型采用從天線背面耦合饋電的集成巴倫，同時在天線的諧振臂上開槽使得天線可以雙頻工作，該天線是一個可覆蓋WLAN的高低兩個頻段的小型雙頻印刷偶極子。
[0025]通過在Ansoft HFSS中建模、仿真優(yōu)化之后,得出天線的結(jié)構(gòu)尺寸(單位:mm)為:ffl=3.5，W2=l.5，W3=7, W4=8, Ll=29, L2=10, L3=15, L4=13, L5=6。
[0026]2仿真結(jié)果
[0027]根據(jù)天線的駐波比仿真和測量結(jié)果可知，駐波比VSWR ( 2的阻抗帶寬在2.4GHz頻段測量結(jié)果約為650MHz(2.15?2.8GHz約26.26 % )比仿真結(jié)果580MHz (2.15?
2.73GHz約23.77% )的帶寬，5.8GHz頻段的測量結(jié)果約為870MHz (5.19?6.06GHz約15.47%)與帶寬為850MHz (5.2?6.05GHz約15.11 %)仿真結(jié)果相近，覆蓋了 IEEE802.1lb /g(2.4?2.484GHz)和IEEE802.lla(5.725?5.825GHz)所要求的頻段，從仿真結(jié)果和測量結(jié)果的對比來看，總體上還是比較符合的，在低頻段的一點不一致應該是由于仿真軟件的數(shù)值計算誤差引起的。當天線工作2.4GHz頻段時，輻射有長的諧振臂產(chǎn)生，此時沿長臂的電流長度約30mm,非常接近該頻段工作波長的1/4。而當天線工作于5.8GHz頻段時,福射由短的諧振臂產(chǎn)生，此時沿短臂的電流長度約為14_，也非常接近該頻段的工作波長的1/4。仿真的結(jié)果符合開槽前的理論預期，所以對偶極子臂按文中的方式開槽可以使天線雙頻工作，滿足WLAN的頻帶要求。
[0028]同時，根據(jù)天線的方向圖可知，在f0=2.45GHz時它的輻射方向圖非常理想，基本達到了全向輻射，這個結(jié)果比預期要好，其次在f0=5.775GHz時，其輻射方向圖很接近理想的輻射方向圖，也基本達到了全向輻射。與設計天線時的預期結(jié)果相比較，得到的這個結(jié)果符合要求。另外這個天線的尺寸比較小40mmX 50mm，帶寬比較寬(2.4GHz時2.15?2.8GHz 約 26.26%，5.8GHz 時 5.19 ?6.06GHz 約 15.47% )，可以滿足 WLAN 系統(tǒng)的要求。
[0029]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種wlan雙頻天線,所述天線包括介質(zhì)板,其特征在于,所述雙頻天線中包括兩組偶極子組和巴倫饋電，所述兩組偶極子組上下對稱印刷設置在介質(zhì)板的正面且兩者之間設置有一開槽，所述巴倫饋電印刷設置在介質(zhì)板的背面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種wlan雙頻天線，其特征在于，所述每組偶極子組中包括兩個長偶極子和兩個短偶極子，所述兩長偶極子沿天線中軸線對稱分布在兩側(cè)且沿水平向上垂直設置，兩個短偶極子對稱分布于兩長偶極子中間，且沿水平向上垂直設置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種wlan雙頻天線，其特征在于，所述長偶極子為長方形，其寬度為3.5mm,長度為14mm ;所述短偶極子為長方形,其寬度為1.5mm,長度為IOmm,且短偶極子與其相鄰的長偶極子之間相隔8mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種wlan雙頻天線,其特征在于,所述介質(zhì)板為FR4介質(zhì)板，其厚度為1mm，相對介電常數(shù)為4.5。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的一種wlan雙頻天線,其特征在于,所述天線尺寸為 50_X40mm。
【文檔編號】H01Q5/10GK203415678SQ201320457740
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月29日
【發(fā)明者】陳海龍 申請人:上海寬岱電訊科技發(fā)展有限公司