一种用于wimax和wlan的三频段单极子天线的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于WIMAX和WLAN的三频段单极子天线,包括介质基板（2）和位于介质基板上的辐射单元、馈线（1）、接地面（4）、馈电端口（3），其中所述辐射单元通过馈线（1）连接馈电端口（3）接收馈电，且所述接地面（4）连接馈电端口（3）接收馈电，所述辐射单元包括第一辐射片（5）、第二辐射片（6）、第三辐射片（7），其中所述三个辐射片的一端均与馈线（1）的一端连接；所述馈线（1）的另一端连接在馈电端口（3），使得所述馈电端口（3）通过馈线（1）同时为三个辐射片提供馈电；所述第一、第三辐射片呈倒η型。本天线带宽更宽，减小了天线尺寸，扩大了天线的工作频率，扩大了应用范围，使得天线可以广泛用于无线通信领域中。
【专利说明】—种用于WIMAX和WLAN的三频段单极子天线
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种单极子天线，尤其涉及一种可用于WIMAX和WLAN的三频段单极子天线，属于无线通讯领域。
【背景技术】
[0002]随着无线电通信的不断发展，无线通信装置已被大量地使用在人们日常生活的电子产品中，诸如便携式电脑、智能手机、车载电子导航系统等。单极子天线具有体积小、结构简单、易于加工与安装和制作成本低等优点，因此被广泛应用于蓝牙、WLAN和WIMAX等无线通信领域。
[0003]近年来，无线局域网(WirelessLocalAreaNetworks, WLAN)和全球微波互联接 A(WorldwidelnteroperabilityforMicrowaveAccess, WIMAX)得到了 广泛的应用，WLAN是基于IEEE802.11标准的无线局域网，允许在局域网络环境中使用无需授权的 ISM(IndustrialScientificMedical)频段中的 2.45GHz(2.4-2.484GHz)和 5.8GHz(5.725-5.825GHZ)射频波段，用于进行语音信号、视频信号以及其他数据的传输，其在诸如办公场所、宾馆及餐厅等众多场所得到广泛应用。WIMAX基于IEEE802.16标准，能提供面向互联网的高速连接，为家庭用户及企业解决“最后一公里”的无线宽带连接问题，目前WIMAX主要工作在 2.5-2.69GHZ、3.4-3.69GHZ 和 5.25-5.85GHZ 频段。
[0004]对于应用于无线局域网和全球微波互联接入领域的天线，要求具有电磁波辐射全向性、低损耗、高增益等特点，同时，无线通信设备的终端越来越趋向于小型化、多频段化，因此对于无线通信设备天线的设计也提出了小型化、多频带的要求，但普通单极子天线存在中心工作频率单一、应用范围小的缺点，这也极大限制了该类天线的发展。因此，增加单极子天线的中心工作频率使其满足更多通信设备，并进一步扩大单极子天线的应用范围就成为了必须解决的关键问题。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种能够实现低损耗、全向性、高增益，中心工作频率同时在2.4GHz、3.4GHz和6.08GHZ的可用于WIMAX和WLAN的三频段单极子天线。
[0006]本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题:
[0007]一种用于WIMAX和WLAN的三频段单极子天线，包括介质基板和位于介质基板上的福射单元、馈线、接地面、馈电端口，其中所述福射单元通过馈线连接馈电端口接收馈电，且所述接地面连接馈电端口接收馈电，所述辐射单元包括第一辐射片、第二辐射片、第三辐射片，其中所述三个辐射片的一端均与馈线的一端连接；所述馈线的另一端连接在馈电端口，使得所述馈电端口通过馈线同时为三个辐射片提供馈电；所述第一、第三辐射片呈倒η型。
[0008]作为本发明的一种优选技术方案:所述天线工作频段在2.33-2.49GHz、3.14-3.71GHz、5.69-6.48GHz 范围内。
[0009]作为本发明的一种优选技术方案:所述天线驻波比小于2，谐振频率分别为
2.4GHz、3.4GHz 和 6.08GHz。
[0010]作为本发明的一种优选技术方案:所述介质基板由FR4材料制成。
[0011]本发明采用上述技术方案，能产生如下技术效果:
[0012]发明采用改变天线辐射单元结构的天线技术，提出了一种用于WIMAX和WLAN的三频段单极子天线，该天线工作频段在2.33-2.49GHz (带宽160MHz)、3.14-3.7IGHz (带宽3IOMHz),5.69-6.48GHz (带宽790MHz)范围内，相比于传统的三频段单极子天线技术，带宽更宽，基板采用FR4材料，材料价格更低、更易获取，有较好的市场应用前景，同时，部分辐射单元结构呈倒Π型，减小了天线尺寸。天线驻波比小于2，谐振频率分别为2.4GHz、
3.4GHz 和 6.08GHz，满足 WLAN 在 2.45GHz (2.4-2.484GHz)频段和 5.8GHz(5.725-5.825GHZ)频段以及WIMAX在3.5GHz (3.4-3.69GHZ)频段的使用要求，扩大了天线的工作频率，扩大了应用范围，使得天线可以广泛用于无线通信领域中。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本发明用于WIMAX和WLAN的三频段单极子天线的表面示意图。
[0014]图2是本发明的天线底面示意图。
[0015]图3是本发明的天线俯视图。
[0016]图4是本发明天线馈电端口馈电情况下的S (1，I)参数的仿真曲线图。
[0017]图5是本发明天线馈电端口馈电情况下的驻波比参数的仿真曲线图。
[0018]其中标号解释:1-馈线，2-介质基板，3-馈电端口，4-接地面，5-第一辐射片，6-第二福射片，7-第二福射片。
【具体实施方式】
[0019]下面结合说明书附图对本发明的实施方式进行描述。
[0020]参照图1,本发明设计了 一种用于WIMAX和WLAN的三频段单极子天线，包括介质基板2和位于介质基板上的辐射单元、馈线1、接地面4、馈电端口 3，其中所述辐射单元通过馈线I连接馈电端口 3接收馈电,且所述接地面4也连接馈电端口 3接收馈电,所述福射单元包括第一辐射片5、第二辐射片6、第三辐射片7，其中所述三个辐射片的一端均与馈线I的一端连接；所述馈线I的另一端连接在馈电端口 3,使得所述馈电端口 3通过馈线I同时为三个辐射片提供馈电；所述第一、第三辐射片呈倒η型。实施例中将馈线1、第一辐射片5、第二辐射片6以及第三辐射片7均位于介质基板2的上表面，接地面4位于介质基板2的下表面，馈电端口 3位于介质基板2的前表面,如图2和图3所不。
[0021]根据上述结构，采用现有的天线辐射技术进行实施，使得该天线工作频段在 2.33-2.49GHz (带宽 160ΜΗζ)、3.14-3.71GHz (带宽 3IOMHz),5.69-6.48GHz (带宽790MHz)范围内，相比于传统的三频段单极子天线，带宽更宽。基板采用FR4材料，材料价格更低、更易获取，有较好的市场应用前景，同时，部分辐射单元结构呈倒H状，减小了天线尺寸。天线驻波比小于2，谐振频率分别为2.4GHz、3.4GHz和6.08GHz，满足WLAN 在 2.45GHz (2.4-2.484GHz)频段和 5.8GHz (5.725-5.825GHZ)频段以及 WIMAX 在3.5GHz (3.4-3.69GHZ)频段的使用要求。
[0022]为了验证本发明的天线能够用于WIMAX和WLAN的三频段，以实验进行证明。
[0023]按照图1所示机构组建天线，上述天线的馈线1、馈电端口 3、第一辐射片5、第二福射片6以及第三福射片7材质均为铜，厚度均为0.018mm,介质基板2可以用普通的FR4材料制成，材料价格更低、更易获取，有较好的市场应用前景，厚度为1.783mm，长度为33.385mm,宽度为31.085mm。第一辐射片5、第二辐射片6和第三辐射片7具体实现均可以在介质基板2材料上，通过印刷工艺加工制成，其中。第一辐射片5长度为13.67mm，呈η型逆时针旋转90度后的形状。第三辐射片7长度为31.04mm,呈η型顺时针旋转90度后的形状。第二辐射片6长度为14.11_，形状为矩形。
[0024]接地面4材质为铜，参照图2，厚度为0.018mm，长度为31.085mm，宽度为11.4mm。
参照图1、图2和图3，天线的馈线I与接地面4均与位于介质基板单元2前表面的馈电端口单元3相连接。
[0025]图4给出了天线馈电端口馈电情况下的S(l，I)参数的仿真曲线图，从图中可以看到三频段单极子天线的工作频率范围分别为2.33-2.49GHz、3.14-3.7IGHz、5.69-6.48GHz,天线的谐振频率分别为2.4GHz、3.4GHz和6.08GHz。
[0026]图5给出天线馈电端口馈电情况下的驻波比参数的仿真曲线图，从图中可以看到天线的驻波比系数VSWRl在2.33-2.49GHz、3.14-3.7IGHz、5.69-6.48GHz波段均小于2.0:1，完全覆盖了 WIMAX及WLAN中三个频段，扩大了天线的工作频率，扩大了应用范围，满足该类无线通讯的天线设备使用要求。
[0027]上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
【权利要求】
1.一种用于WIMAX和WLAN的三频段单极子天线，包括介质基板(2)和位于介质基板上的福射单元、馈线(I)、接地面(4)、馈电端口(3),其中所述福射单元通过馈线(I)连接馈电端口(3)接收馈电,且所述接地面(4)连接馈电端口(3)接收馈电，其特征在于:所述福射单元包括第一辐射片(5)、第二辐射片(6)、第三辐射片(7)，其中所述三个辐射片的一端均与馈线(I)的一端连接；所述馈线(I)的另一端连接在馈电端口(3),使得所述馈电端口(3)通过馈线(I)同时为三个辐射片提供馈电；所述第一、第三辐射片呈倒Π型。
2.根据权利要求1所述用于WIMAX和WLAN的三频段单极子天线，其特征在于:所述天线工作频段在 2.33-2.49GHz,3.14-3.71GHz、5.69-6.48GHz 范围内。
3.根据权利要求1所述用于WIMAX和WLAN的三频段单极子天线，其特征在于:所述天线驻波比小于2，谐振频率分别为2.4GHz,3.4GHz和6.08GHz。
4.根据权利要求1所述用于WIMAX和WLAN的三频段单极子天线，其特征在于:所述介质基板(2)由FR4材料制成。
【文档编号】H01Q5/10GK103682608SQ201310596353
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年11月21日 优先权日:2013年11月21日
【发明者】李家强, 李垚, 游小龙, 朱勇安, 丁清源, 唐於烽 申请人:南京信息工程大学