专利名称：一种wifi移动终端平面天线的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种平面天线。
背景技术：
无线局域网(WirelessLocal Area Networks, WLAN)是一种利用射频(RadioFrequency, RF)技术进行数据传输的系统，该技术能使各种网络设备以无线的方式快速地接入以太网(INTERNET)。目前，WLAN的协议标准主要包括工作于2. 4GHz的802. Ilb和 802. Ilg 标准和工作于 5.8GHz 的 802. Ila 标准。WIFI (Wireless Fidelity,无线保 真)技术是ー个基于IEEE 802. 11系列标准的无线网路通信技术的品牌，目的是改善基于IEEE 802. 11标准的无线网路产品之间的互通性，由Wi-Fi联盟(Wi-Fi Alliance)所持有，简单地说，WIFI就是ー种目前流行的无线联网的技术，多用于将移动终端(如手提电脑、TOA、手机、平板电脑等)以无线方式互相连接。与WLAN—祥，WIFI的主要工作频段有2. 4GHz (802. Ila)和5. 8GHz (802. lib、g、η)。目前，WIFI技术已经深入到人们的日常生活当中，基于WIFI技术的无线传输、无线上网无处不在。天线是无线通信系统中的重要组成部分，其性能直接影响无线通信系统性能的优劣。目前基于WIFI技术的移动终端产品(如手提电脑、PDA、手机、平板电脑等)，由于受到天线尺寸的限制，多采用频率固定、方向图固定的天线。固定天线虽然结构简单、成本低，但它只能设计工作在2. 4GHz或者5. 8GHz的某一个频段上。同吋，为保证移动终端在使用过程中，在各个方位都能收到来自无线路由器的信号，移动终端的WIFI天线多设计为全向性的。全向天线虽然在各个方位都能均衡地接收到来自无线路由器的信号，但由于増益低，不能集中接收电磁波信号的能量，因此，在相同辐射功率的情况下，采用全向天线的移动终端比采用定向天线的移动终端与无线路由器的通信距离要短。为解决双频工作问题，使天线既可工作于2. 4GHz频段，又可工作于5. SGHz频段，可以采用两付工作于不同频段天线的办法，但这显然会明显增大天线的总体尺寸。目前，基于WIFI技术的移动终端产品多设计为单ー频率、方向图为全向的天线，双频工作或多频天线也可见于某些WI-FI产品中，其方向图多是固定的全向辐射方向图。为提高移动终端接收灵敏度、増大接收距离，必须以提高系统前端电路的性能、増加系统成本为代价，因此，并未得到推广应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种体积小、结构简单、成本低、可分别工作于2. 4GHz和5. 8GHz两个频段、天线方向图可以在全向和定向之间转换、能分别满足全向福射工作模式和定向辐射工作模式的WIFI移动终端平面天线。本发明为实现上述目的采用的技术方案是ー种WIFI移动终端平面天线，该平面天线通过在双面覆铜介质基板的两面腐蚀出相应的金属图案而成，其特征在于，介质基板的第一面设置有微带线I及连接于微带线I的ニ阶树状分形辐射臂I;在介质基板与第一面相对的第二面设置有接地板、与接地板连接的微带线II及连接于微带线II远离接地板一端的ニ阶树状分形辐射臂II，ニ阶树状分形辐射臂I与ニ阶树状分形辐射臂II构成ニ阶树状分形偶极子辐射器，射频信号通过微带线I外侧端部的馈电点馈电，微带线I和微带线II的特性阻抗均为50欧姆，在ニ阶树状分形辐射臂I的第一个分支连接处的前端或后端串联接入微波ニ极管I，在ニ阶树状分形辐射臂II的第一个分支连接处的前端或后端串联接入微波ニ极管II，微带线II与接地板连接处串联接入微波ニ极管III。本发明的进ー步技术方案是所述接地板为矩形，微带线I位于接地板在第一面的投影的中部，且微带线I内侧末端突出接地板在第一面的投影，微带线I突出接地板在第一面投影段的长度与微带线II的长度相等。
本发明的更进ー步技术方案是所述微带线II在第一面的投影与微带线I突出接地板在第一面投影段部分重叠。本发明的再进ー步技术方案是所述ニ阶树状分形辐射臂II在第一面的投影与ニ阶树状分形辐射臂I相对称。本发明的WIFI移动终端平面天线，实际上是交叉馈电的平面偶极子天线，偶极子的两个辐射臂均采用ニ阶树状分形结构，并在两个辐射臂(ニ阶树状分形辐射臂I、ニ阶树状分形辐射臂II)和馈线(即微带线II)上串联接入微波ニ极管。通过控制放置在ニ阶树状分形辐射臂1、11和微带线II上三个微波ニ极管的状态，可使天线分别工作于2. 4GHz和5. 8GHz两个频段，实现ー付天线双频工作的功能。同时，还可以通过控制微波ニ极管的状态来改变天线的结构，使天线辐射方向图可以在全向和定向之间转换，使移动终端既能满足各个方位都能接收到信号的全向辐射工作模式，又能工作于能够増加接收距离的定向辐射工作模式。天线体积小，加工简单，具有很好的应用价值。下面结合附图和实施例对本发明WIFI移动终端平面天线作进一步的说明。
图I是本发明WIFI移动终端平面天线的结构示图；图2是本发明WIFI移动终端平面天线的侧视结构示图；图3是本发明WIFI移动终端平面天线的第一面结构示图；图4是本发明WIFI移动终端平面天线的第二面结构示图；图5是本发明WIFI移动终端平面天线的立体结构示图；图6是本发明WIFI移动终端平面天线的另ー实施方式的结构图；图7是本发明WIFI移动终端平面天线在模式I状态下的回波损耗-频率特性曲线图；图8是本发明WIFI移动终端平面天线在模式I状态下的仿真方向图；图9是本发明WIFI移动终端平面天线在模式2状态下的回波损耗_频率特性曲线图；图10是本发明WIFI移动终端平面天线在模式2状态下的仿真方向图；图11是本发明WIFI移动终端平面天线在模式3状态下的回波损耗_频率特性曲线图；图12是本发明WIFI移动终端平面天线在模式3状态下的仿真方向图13是本发明WIFI移动终端平面天线在模式4状态下的回波损耗_频率特性曲线图；图14是本发明WIFI移动终端平面天线在模式4状态下的仿真方向图；图15是本发明WIFI移动终端平面天线在模式5状态下的回波损耗_频率特性曲线图；图16是本发明WIFI移动终端平面天线在模式5状态下的仿真方向图；图17是本发明WIFI移动终端平面天线在模式6状态下的回波损耗_频率特性曲线图；图18是本发明WIFI移动终端平面天线在模式6状态下的仿真方向图。主要元件标号说明ト介质基板，2-馈电点，3-微带线1，4_ ニ阶树状分形辐射臂I，5-辐射臂I的第一个分支，6-辐射臂I的第一个分支臂，7-地板，8-微带线II，9-ニ阶树状分形辐射臂II，10-辐射臂II的第一个分支，Dl-微波ニ极管I，D2-微波ニ极管II，D3-微波ニ极管III。
具体实施例方式如图I至图5所示，本发明WIFI移动终端平面天线(下面简称“平面天线”)包括介质基板I，该平面天线通过在双面覆铜介质基板I的两面腐蚀出相应的金属图案而成，介质基板I为矩形结构，介质基板I为普通双面覆铜的FR4印刷电路板,介质基板I的相对介电常数为εパ厚度为h，损耗角正切为tan σ。介质基板I的第一面设置有微带线13及连接于微带线13内侧端部的ニ阶树状分形辐射臂14。在介质基板I与第一面相对的第二面设置有接地板7、与接地板7内侧靠中部位置连接的微带线118及连接于微带线118远离接地板一端的ニ阶树状分形辐射臂119。ニ阶树状分形辐射臂14与ニ阶树状分形辐射臂119构成ニ阶树状分形偶极子辐射器，射频信号通过微带线13外侧端部的馈电点2馈电，微带线13和微带线118的特性阻抗均为50欧姆，微带线13及微带线118既是馈线，同时也构成平衡-不平衡转换的巴伦，实现两个ニ阶树状分形辐射臂的平衡馈电。在ニ阶树状分形辐射臂I的第一个分支5连接处的前端或后端串联接入微波ニ极管IDl，在本实施例中微波ニ极管IDl连接在辐射臂I的第一个分支5连接处的后端。在ニ阶树状分形辐射臂II的第一个分支10连接处的前端或后端串联接入微波ニ极管IID2，在本实施例中，微波ニ极管IID2串联接入在辐射臂II的第一个分支10连接处的后端。微带线118与接地板7连接处串联接入微波ニ极管IIID3。接地板7为矩形，微带线13位于接地板7在第一面的投影的中部，且微带线13内侧末端突出接地板7在第一面的投影，微带线13突出接地板7在第一面投影段的长度与微带线118的长度相等。微带线118在第一面的投影与微带线13突出接地板7在第一面投影段部分重叠。辐射臂Π9在第一面的投影与辐射臂14相对称。平面天线通过分别与微波ニ极管IDl、微波ニ极管IID2、微波ニ极管IIID3连接控制电路(图中未示出)控制微波ニ极管IDl、微波ニ极管IID2、微波ニ极管IIID3的开关，通过控制微波ニ极管IDl、微波ニ极管IID2、微波ニ极管IIID3的开关而实现平面天线频率和方向图可重构。控制电路可设计成用户手动或自动搜索等形式。通过控制微波ニ极管ID1、微波ニ极管IID2、微波ニ极管IIID3的开和关，使得本发明天线结构发生改变而具有不同的性能。表I为三个微波ニ极管在不同状态时，本发明天线的工作频率和天线的表现形态。表I :微波ニ极管在不同状态时天线的工作频率和天线的表现形态
权利要求
1.一种WIFI移动终端平面天线，该平面天线通过在双面覆铜介质基板(I)的两面腐蚀出相应的金属图案而成，其特征在于，介质基板(I)的第一面设置有微带线I (3)及连接于微带线I (3)的二阶树状分形辐射臂I (4);在介质基板(I)与第一面相对的第二面设置有接地板(7)、与接地板(7)连接的微带线II (8)及连接于微带线II (8)远离接地板一端的二阶树状分形辐射臂II (9)，二阶树状分形辐射臂1(4)与二阶树状分形辐射臂II (9)构成二阶树状分形偶极子辐射器，射频信号通过微带线I (3)外侧端部的馈电点(2)馈电，微带线I (3)和微带线II (8)的特性阻抗均为50欧姆，在二阶树状分形辐射臂I (4)的第一个分支(5)连接处的前端或后端串联接入微波二极管I (D1)，在二阶树状分形辐射臂II的第一个分支(10)连接处的前端或后端串联接入微波二极管II (D2)，微带线II (8)与接地板(7)连接处串联接入微波二极管III (D3 )。
2.如权利要求I所述的WIFI移动终端平面天线，其特征在于，所述接地板(7)为矩形，微带线I (3)位于接地板(7)在第一面的投影的中部，且微带线I (3)内侧末端突出接地板(7)在第一面的投影，微带线I (3)突出接地板(7)在第一面投影段的长度与微带线II (8)的长度相等。
3.如权利要求2所述的WIFI移动终端平面天线，其特征在于，所述微带线II(8)在第一面的投影与微带线I (3)突出接地板(7)在第一面投影段部分重叠。
4.如权利要求I所述的WIFI移动终端平面天线，其特征在于，所述二阶树状分形辐射臂II (9)在第一面的投影与二阶树状分形辐射臂I (4)相对称。
全文摘要
本发明WIFI移动终端平面天线，涉及一种平面天线，该天线包括介质基板，介质基板的一面设置有微带线Ⅰ和二阶树状分形辐射臂Ⅰ；介质基板的另一面设置有接地板、微带线Ⅱ及二阶树状分形辐射臂Ⅱ，辐射臂ⅠⅡ构成二阶树状分形偶极子辐射器，微带线ⅠⅡ的特性阻抗均为50欧姆，在辐射臂Ⅰ的第一个分支连接处的前端或后端串联接入微波二极管Ⅰ，在辐射臂Ⅱ第一个分支连接处的前端或后端串联接入微波二极管Ⅱ，微带线Ⅱ与接地板连接处串联接入微波二极管Ⅲ。对三个微波二极管开关状态的控制来改变天线的结构，使天线可工作于2.45和5.8GHz两个频段，并改变天线的辐射方向图，使天线具有全向和定向辐射性能，体积小、结构简单、成本低、性能好。
文档编号H01Q1/38GK102629708SQ20121002477
公开日2012年8月8日 申请日期2012年2月6日 优先权日2011年12月27日
发明者曾文波, 赵嘉 申请人:广西工学院