PCB全向天线 G.pdf

首 页新闻资讯技术资料论 坛首 页新闻资讯技术资料论 坛网网 电子元器件搜索：电子元器件搜索： IC库存(8958万) PDF资料(329万) IC价格 IC求购 资讯 维库电子市场网是国内外知名的电子元器件交易网站，为电子行业的广大用 一种水平极化平面印刷全向天线的设计一种水平极化平面印刷全向天线的设计 新闻出处：广东电子商贸网 发布时间： 2007-11-20 来源：电子技术应用 作者：西安电子科技大学 高红卫 焦永昌 张福顺 摘 要：介绍了一种水平极化奎向天线，先仿真设计再加工制作，最后实际测试。结果表明：在24GHz频段上，获得了 120MHz的带宽(VSWR3)和良好的全向方向图。该天线被印刷在一块面积只有24.324.3mm2的FR-4介质板上，结构简单 凑，可用于无线局域网终端通信。 关键词：水平极化全向天线24GHz频度无线局域网终端 全向天线在无线通信中发挥着重要的作用，常见的多是垂直极化天线，水平极化的不多，然而水平极化全向天线却有着 特的应用。在城市或者室内无线环境中，虽然基站发射的都是特定的极化信号，比如常见的垂直极化信号，但是很难直 传播到移动终端，一般要经过多径传播，即信号要经过反射或者绕射，或者反射加绕射，或者绕射加反射，才能到达移 终端。在经过多径传播后，极化要发生旋转，因此一般来说，多径信号到达移动终端时，既有水平极化信号，又有垂直 化信号。由于多径传播是随机的，因此这些信号也是随机的。可以考虑在移动终端安装一个水平极化天线和一个垂直极 天线，从而获得较好的接收信号。或者在发射端和接收端分别安装两个天线，一个水平极化天线和一个垂直极化天线， 得到两个不相关的信号，这就是极化分集，它正是利用了空中水平路径和垂直路径的不相关性来实现抗快衰落的。据研 究，发射端和接收端都采用水平极化天线的系统比发射端和接收端都采用垂直极化天线的系统可以多获得平均10dB的功 率。因此研究水平极化全向天线有着重要的现实意义。 本文设计了一种可用于24GHz频段移动终端的水平极化全向天线，属平面结构，被印刷在一块面积只有243243 的常见电路板上(FR-4)。经仿真设计、加工制作和实际测试，获得了120MHz的带宽(VSWR3)和良好的全向方向图。 1 分析与设计 为了实现水平极化辐射，可考虑采用环结构。在文献7中采用Alford环结构设计了一个工作在900MHz的平面印刷水平 全向天线。本文采用此结构进行24GHz频段的设计。天线结构如图1所示。在方形介质基板(FR一4，sr=44，为常见 板)的两面分别印刷两层金属带，顼面是一个Z型金属带，底面也是一个相同的z型金属带，但是注意，要让上下两个Z的 页码，1/6一种水平极化平面印刷全向天线的设计 - 通信设备网 2009-5-16 臂围成一个方环，且两个Z的斜臂要平行。馈电用500 SMA头进行背馈。 因为结构具有对称性，所以上下两个Z型金属带上的电流分布幅度相同，相位相差180，如图2所示。由于上下两个金 之间的距离(亦即介质基板的厚度)比较小，则上下两个z斜臂上的电流就相互抵消，而在上下两个Z的其它四个臂上建立 环形电流分布，从而辐射一个水平极化波。得到预期的全向方向图。 页码，2/6一种水平极化平面印刷全向天线的设计 - 通信设备网 2009-5-16 该天线两个金属带各臂的长度和宽度要精心设计，从而达到较好的辐射和阻抗匹配。本文采用Ansoft公司的三维电磁仿 软件HFSS9.2经过多次反复设计得到的尺寸如下：t=2mm，L1=22.3mm，L2=8.5mm，Wl=5mm，W2=15mm。 2 制作与测量 根据上面仿真设计的尺寸，制作了该天线。采用矢量网络分析仪Wiltron-7269A测量了该天线输入端的电压驻波比并 真结果做了比较，如图3所示。在半开放远场测量暗室，对天线工作在245GHz时的方向图进行了测量，也与仿真结果 比较，结果如图4、图5所示。 页码，3/6一种水平极化平面印刷全向天线的设计 - 通信设备网 2009-5-16 页码，4/6一种水平极化平面印刷全向天线的设计 - 通信设备网 2009-5-16 页码，5/6一种水平极化平面印刷全向天线的设计 - 通信设备网 2009-5-16 流量统计 由图35可以看到：在245GHz频段上，该天线获得了120MHz的带宽(VSWR3)和良好的全向方向图且整体上都与仿真 果基本吻合。 本文基于电流环思想设计了一种水平极化平面印刷全向天线。利用HFSS进行了仿真设计，并加工制作了该天线，测试结 表明：在24GHz频段，该天线获得了120MHz的带宽(VSWR3)、良好的E面方向图和H面方向图(全向方向图。)该天线可 24GHz无线局域网终端通信。 下一步的工作是如何将电压驻波比降到3以下，且带宽满足IS