一种wlan双频天线的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种wlan双频天线，通过印制在FR4介质板上而成，尺寸为50mm×40mm。对双频印刷天线的仿真、优化，实现了WLAN标准的工作频段，方向图有一定的指向性，适用于对波束指向有一定要求的应用。该天线尺寸小，便于集成；性能好，满足无线局域网通信应用的要求。
【专利说明】—种wlan双频天线
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及通讯领域，特别是涉及一种应用WLAN技术的小型化的双频天线。【背景技术】
[0002]无线局域网是利用无线技术实现接入以太网的技术，是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。与有线网络相比，无线局域网的主要优势是可移动，无需线缆即可接入网络。无线局域网也存在信号干扰等缺点。
[0003]随着无线技术的发展，WLAN技术受到越来越多消费者的青睐，也被越来越多的产品所重视。风头正劲的PAD (平板电脑或掌上电脑)类产品、大屏手机类产品以及CPE(Customer Premise Equipment,客户终端设备)类产品等,都要求可以更好的实现“随时随地通过WLAN上网”的功能。
[0004]上述各类终端产品中，天线作为实现其“随时随地通过WLAN上网”功能的重要组成部分，直接影响终端产品的收发性能，也即上网的速度及稳定性。目前业界大多是仅支持
2.4GHz的单频天线，且天线较普遍的采用了传统的支架天线的形式。
[0005]上述的这些天线结构复杂、制作成本高、尺寸较大，根本无法满足现有WLAN装置使用。
实用新型内容
[0006]本实用新型针对现有WLAN天线所存在的结构复杂、制作成本高、尺寸较大等问题，而提供一种wlan双频天线。该天线尺寸小、性能好，能够满足无线局域网通信应用的要求。
[0007]为了达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案:
[0008]—种wlan双频天线,所述天线包括介质板,所述双频天线中包括两组偶极子组和巴伦馈电，所述两组偶极子组上下对称印刷设置在介质板的正面且两者之间设置有一开槽，所述巴伦馈电印刷设置在介质板的背面。
[0009]在本实用新型的优选实例中，所述每组偶极子组中包括两个长偶极子和两个短偶极子，所述两长偶极子沿天线中轴线对称分布在两侧且沿水平向上垂直设置，两个短偶极子对称分布于两长偶极子中间，且沿水平向上垂直设置。
[0010]进一步的，所述长偶极子为长方形，其宽度为3.5mm，长度为14mm ;所述短偶极子为长方形，其宽度为1.5mm，长度为10mm，且短偶极子与其相邻的长偶极子之间相隔8mm。
[0011]进一步的,所述介质板为FR4介质板，其厚度为Imm,相对介电常数为4.5。
[0012]进一步的，所述天线尺寸为50mm X 40mm。
[0013]根据上述方案形成的天线具有结构简单、体积小、重量轻，成本低、易于集成等优点，适用于无线局域网系统。
【专利附图】
【附图说明】[0014]以下结合附图和【具体实施方式】来进一步说明本实用新型。
[0015]图1为本实用新型的正面示意图；
[0016]图2为本实用新型的背面示意图。
【具体实施方式】
[0017]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0018]本实用新型提供的wlan双频天线,通过印制在FR4介质板上而成,采用巴伦来率禹合馈电50mmX40mm的尺寸，便于集成安装；美观。
[0019]参见图1和2，整个天线100主要包括介质板101，以及印刷设置在介质板101正反面的两组偶极子组102和巴伦馈电103。两组偶极子组上下对称印刷设置在介质板的正面且两者之间设置有一开槽，而巴伦馈电103印刷设置在介质板101的背面。
[0020]其中，每组偶极子组102中包括两个长偶极子102a和两个短偶极子102b，这四个偶极子分布同一水平面上，两长偶极子沿天线中轴线对称分布在两侧且沿水平向上垂直设置，两个短偶极子对称分布于两长偶极子中间，沿水平向上垂直设置。
[0021]具体的，长偶极子为长方形，其宽度为3.5mm,长度为14mm ;而短偶极子同样也为长方形，其宽度为1.5mm,长度为IOmm,且短偶极子与其相邻的长偶极子之间相隔8mm。
[0022]介质板101具体采用FR4介质板，其厚度为Imm,相对介电常数为4.5。
[0023]由此形成的天线结构，根据偶极子的工作原理可知，其谐振臂的长度约为谐振波长的I / 4。为了能够双频工作，必须要有能激起两个谐振的面电流，对于偶极子就需要有两对谐振臂。为了缩小天线的尺寸，一般采取弯曲谐振臂使电流长度变长的方式达到减小天线谐振臂的长度。对于WLAN的两个频段2400?2484MHz和5725?5825MHz。由偶极子的工作原理可知，对应于低频段f0=2.4GHz的谐振电流长度约为31mm，而对应于高频段f0=5.8GHz的谐振电流长度约为13mm。此外,馈电方式直接影响着天线是否适合集成或共形，采用合理的馈电方式不仅可以缩小天线的尺寸，还可以使天线较容易集成和共形，在整个通信系统中占用更小的空间。本实用新型提出的印刷偶极子采用了集成的巴伦，使天线适合集成和共形。
[0024]由此，本实用新型采用从天线背面耦合馈电的集成巴伦，同时在天线的谐振臂上开槽使得天线可以双频工作，该天线是一个可覆盖WLAN的高低两个频段的小型双频印刷偶极子。
[0025]通过在Ansoft HFSS中建模、仿真优化之后,得出天线的结构尺寸(单位:mm)为:ffl=3.5，W2=l.5，W3=7, W4=8, Ll=29, L2=10, L3=15, L4=13, L5=6。
[0026]2仿真结果
[0027]根据天线的驻波比仿真和测量结果可知，驻波比VSWR ( 2的阻抗带宽在2.4GHz频段测量结果约为650MHz(2.15?2.8GHz约26.26 % )比仿真结果580MHz (2.15?
2.73GHz约23.77% )的带宽，5.8GHz频段的测量结果约为870MHz (5.19?6.06GHz约15.47%)与带宽为850MHz (5.2?6.05GHz约15.11 %)仿真结果相近，覆盖了 IEEE802.1lb /g(2.4?2.484GHz)和IEEE802.lla(5.725?5.825GHz)所要求的频段，从仿真结果和测量结果的对比来看，总体上还是比较符合的，在低频段的一点不一致应该是由于仿真软件的数值计算误差引起的。当天线工作2.4GHz频段时，辐射有长的谐振臂产生，此时沿长臂的电流长度约30mm,非常接近该频段工作波长的1/4。而当天线工作于5.8GHz频段时,福射由短的谐振臂产生，此时沿短臂的电流长度约为14_，也非常接近该频段的工作波长的1/4。仿真的结果符合开槽前的理论预期，所以对偶极子臂按文中的方式开槽可以使天线双频工作，满足WLAN的频带要求。
[0028]同时，根据天线的方向图可知，在f0=2.45GHz时它的辐射方向图非常理想，基本达到了全向辐射，这个结果比预期要好，其次在f0=5.775GHz时，其辐射方向图很接近理想的辐射方向图，也基本达到了全向辐射。与设计天线时的预期结果相比较，得到的这个结果符合要求。另外这个天线的尺寸比较小40mmX 50mm，带宽比较宽(2.4GHz时2.15?2.8GHz 约 26.26%，5.8GHz 时 5.19 ?6.06GHz 约 15.47% )，可以满足 WLAN 系统的要求。
[0029]以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.一种wlan双频天线,所述天线包括介质板,其特征在于,所述双频天线中包括两组偶极子组和巴伦馈电，所述两组偶极子组上下对称印刷设置在介质板的正面且两者之间设置有一开槽，所述巴伦馈电印刷设置在介质板的背面。
2.根据权利要求1所述的一种wlan双频天线，其特征在于，所述每组偶极子组中包括两个长偶极子和两个短偶极子，所述两长偶极子沿天线中轴线对称分布在两侧且沿水平向上垂直设置，两个短偶极子对称分布于两长偶极子中间，且沿水平向上垂直设置。
3.根据权利要求2所述的一种wlan双频天线，其特征在于，所述长偶极子为长方形，其宽度为3.5mm,长度为14mm ;所述短偶极子为长方形,其宽度为1.5mm,长度为IOmm,且短偶极子与其相邻的长偶极子之间相隔8mm。
4.根据权利要求1所述的一种wlan双频天线,其特征在于,所述介质板为FR4介质板，其厚度为1mm，相对介电常数为4.5。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种wlan双频天线,其特征在于,所述天线尺寸为 50_X40mm。
【文档编号】H01Q5/10GK203415678SQ201320457740
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年7月29日 优先权日:2013年7月29日
【发明者】陈海龙 申请人:上海宽岱电讯科技发展有限公司