WLAN全向宽带天线阵及定向双频天线的设计

摘要

近年来，随着无线通信的发展，无线局域网(Wireless Local Area Networks，WLAN)这一通信技术被广泛应用，工作于WLAN频段的天线也引起了人们的广泛研究。并且随着通信系统日渐复杂，对天线的要求也日益提高，所以根据不同的应用环境，设计出不同方向性且能够节约频谱资源的天线具有一定的理论价值和实际意义。因此，本文设计了两款应用于WLAN频段不同方向性且具有宽带和多频特性的天线。
　　本文首先设计了一款工作在WLAN2.4GHz频段的全向宽带天线阵。该天线阵的单元天线采用微带印刷天线的结构，尺寸较小且易于集成。辐射贴片选用两组对称振子，具有很好的宽频特性，且能够实现全向辐射。馈电方式采用同轴馈电，且将每组对称振子的两个振子臂分别印刷于介质基板的两侧，避免了空气跳线等复杂的馈电结构，进一步减小了天线的尺寸。在此基础上，将四个单元天线进行组阵，同时设计了一款一分四的威尔金森馈电网络来对阵列天线进行馈电，得到了水平全向宽带天线阵。然后，本文又设计了一款工作在WLAN2.4GHz和5.8GHz两个频段的定向双频双极化天线。该天线采用缝隙结构实现了多频的特性，馈电方式为同轴馈电。同时，在天线的两个馈电点之间引入了环形缝隙带状线，通过优化环形缝隙的宽度和位置，能够更好地增加天线的端口隔离度。该天线将地板作为反射板，实现了天线定向的工作特性，并增加了天线的增益。
　　本文采用理论设计和仿真软件优化相结合的方法，首先利用HFSS软件进行建模和仿真，并且利用软件对天线的各个参数进行了优化和选择，然后根据设计结果对天线进行了实际的加工和测试。测试结果显示，本文设计的全向宽频天线阵和定向双频双极化天线基本达到设计要求。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文的工作内容及章节安排

第2章 天线及馈电网络的基本理论

2．1 微带天线的基本理论

2．1．1 天线的特性参数

2．1．2 均匀直线天线阵的基本理论

2．1．3 微带天线的基本结构及馈电方式

2．1．4 天线的极化与分集技术

2．2 威尔金森功分器的基本理论

第3章 WLAN全向宽带天线阵的设计

3．1 引言

3．2 WLAN全向宽带天线阵单元天线的设计

3．2．1 单元天线的结构设计

3．2．2 单元天线的参数分析与仿真结果

3．2．3 单元天线的加工与测试

3．3 威尔金森功分馈电网络的设计

3．3．1 功分器的结构设计与仿真

3．3．2 功分器的加工与测试

3．4 WLAN全向宽带天线阵的设计

3．4．1 天线阵的结构设计

3．4．2 天线阵的仿真与分析

3．4．3 天线阵的加工测试与结果分析

3．5 本章小结

第4章 WLAN定向双频双极化天线的设计

4．1 引言

4．2 WLAN定向双频双极化天线的结构设计

4．3 WLAN定向双频双极化天线的参数分析与仿真结果

4．3．1 天线的参数分析

4．3．2 天线的仿真结果

4．4 WLAN定向双频双极化天线的加工测试与结果分析

4．4．1 天线的实物加工

4．4．2 天线的实物测试与结果分析

4．5 本章小结

第5章 总结和展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

致谢

作者简介