基于WLAN應用的非均勻彎折線單極子天線

摘 要:通過時域有限差分法，研究了非均勻彎折線單極子天線各彎折節的線寬和線長對天線諧振特性的影響，并對背面耦合貼片的作用進行了分析。結果表明，彎折節的線寬和線長對天線的諧振特性有較強的調節作用;適當改變各彎折節的線寬和線長可以有效地調節天線兩個最低諧振頻率的相對位置;耦合貼片可以在不影響第一諧振模式的基礎上，有效地改善第二諧振模式的諧振特性，增加天線第二諧振模式的阻抗帶寬。最后制備出一種背面帶有耦合貼片的非均勻彎折線單極子天線，該天線的頻帶能夠有效覆蓋IEEE 802.11b/g (2.4~2.484 GHz)和IEEE 802.11a (5.15~5.35 GHz，5.725~5.825 GHz)三個頻段，能夠滿足WLAN應用。

關鍵詞:耦合貼片; 彎折線; 單極子天線; 三頻; 無線局域網

中圖分類號:TN82 文獻標識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)11-0058-04

Nonuniform Meander-line Monopole Antenna Applied to WLAN

WANG Xiao-chuan， L Wen-zhong， LIANG Fei， WAN Shuai

(Department of Electronic Science and Technology， Huazhong University of Science and Technology， Wuhan 470074， China)

Abstract: The effect of geometric parameters of each meander-line section on the resonant characteristic of the meander-line antenna was studied and the impact of the back-couple patch was analyzed with FDTD method. The results demonstrate that the length and width of each meander-line section have an effective control function to the resonant characteristic of the meander-line antenna， and the back-couple patch can improve the impedance matching property and broaden the bandwidth of the higher resonant mode without any bad influence on the first resonant mode of the proposed antenna. A dual-band nonuniform meander-line monopole antenna with a back-couple patch for WLAN application was fabricated. The operation bands of this antenna cover IEEE 802.11b/g (2.4~2.484 GHz) and IEEE 802.11a (5.15~5.35 GHz， 5.725~5.825 GHz). It is suitable for the triple-band WLAN.

Keywords: back-couple patch; meander line; monopole antenna; triple-band; WLAN

0 引 言

彎折線結構在減小天線尺寸和改善天線帶寬特性方面，已經成為現代天線設計的新熱點。為了改善彎折線天線的性能，研究者針對不同的應用和特性要求，提出了多種改進結構，其中主要有雙彎折線天線[1-2]、折疊式彎折線天線[3]、立體式彎折線天線[4-5]、漸變式彎折線天線[6]、行波彎折線天線[7]和彎折線縫隙天線[8-9]。

本文提出一種背面帶有耦合貼片的非均勻彎折線單極子天線。通過時域有限差分法，研究彎折線各彎折節的幾何尺寸對天線諧振特性的影響，并對耦合貼片的作用進行了分析，最后得到一種頻帶覆蓋IEEE 802.11b/g(2.4~2.484 GHz)和IEEE802.11a(5.15~5.35 GHz，5.725~5.825 GHz)的雙頻天線，能夠滿足WLAN應用。

1 天線建模與結構參數分析

非均勻彎折線的單極子天線結構如圖1所示。……