应用于WLAN的微带天线和低噪声放大器的设计

摘要

随着无线通信技术的日新月异,无线局域网(WLAN)的应用领域越来越广。天线作为无线局域网系统的关键部件之一,将对无线局域网系统的性能产生最直接的影响。微带天线具有体积小、成本低、剖面低等优点,对于无线局域网系统而言,是一种合理的选择。因此,针对无线局域网不同标准的要求,研究相应的新型微带天线具有重要的意义。本文作者参与了与大连天晟科教仪器设备有限公司合作的项目,为公司设计了三款微带天线和一款低噪声放大器。
　　 首先,本文提出了一款微带双馈圆极化天线。该天线采用L型探针馈电方式和口径耦合馈电方式对天线贴片进行正交馈电;采用3dB电桥连接馈电点实现天线的圆极化性能;采用低介电常数的泡沫材料提高天线的阻抗带宽。实验结果表明,该天线具有回波损耗较小、3dB轴比带宽较宽、增益较高等优点。然后,本文提出了一款微带线馈电单极子圆极化天线,具有体积小、成本低、阻抗带宽较宽等优点。该天线采用非对称馈电方式提供与原来线极化模式不同的正交分量;采用不规则形状地板和贴片实现了天线的圆极化性能。以上两款天线都满足无线、局域网IEEE802.11b协议的要求。最后,本文提出了一款双频微带天线。该天线采用口径耦合馈电方式实现良好的输入匹配;采用E型开槽实现双频带工作。实验结果表明,该天线的谐振频率分别为2.45GHz和5.25GHz,相对带宽分别为8.2%和12.4%,满足无线局域网IEEE802.11g协议的要求。
　　 低噪声放大器(Low Noise Ampliper,LNA)作为接收机前端的主要部分,其主要作用是将天线从空中接收到的微弱信号进行放大,减小噪声的干扰,以供系统更好地解调出所需的信息数据。本文利用Aglient公司的EDA软件ADS2009设计并仿真了一款低噪声放大器。该低噪声放大器具有较低的噪声系数和较高的功率增益,覆盖2.4GHz～2.4835GHz频段,满足无线局域网IEEE802.11b协议的要求。