[实用新型]一款基于复合左右手材料的小型化双频WLAN天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及天线技术与超材料领域，具体涉及一种基于复合左右手材料的小型化双频WLAN天线。

背景技术

天线是无线通信系统发射和接收电磁波信号的出口和入口，它的性能不仅关系着整个无线通信系统的性能指标，而且也是确定系统工作方式的重要依据。随着微电子器件和电路系统向着小型化、集成化、多功能化的方向发展，使得留给天线的空间越来越小。而射频前端的天线尺寸取决于其工作频率，以致在低频时天线尺寸相对较大，这样不利于当前天线的小型化。所以小型化、高性能的天线研究变得尤为重要。工作在单一频段的天线无法满足目前无线通信系统对多频段的要求，若将工作在单频段的天线集合在一起来实现多频段，就无法做到小型化，且不利于良好通信，这就要求天线也能够实现多频段。

如何在保证天线辐射特性的前提下，减小天线的尺寸，促进通信设备不断朝小型化、集成化发展，成为近年来天线设计中的重点和难点。传统的对天线加载，可以在一定程度上减小天线尺寸，但是小型化效果有限。超材料作为一种新型人工电磁材料，该材料呈现出与自然界普通材料不一样的奇异特性，如相位补偿特性、负折射现象、逆多普勒效应等等。最近几年来，超材料在微波器件设计中得到了广泛的应用，为实现天线小型化、多频带提供了新的思路。而超材料的微带实现形式复合左/右手传输线，具有损耗低、带宽宽和结构上连续等优点，得到了国内外研究者的广泛关注。

实用新型内容

本实用新型的目的是实现天线小型化和双频段，提出了一款基于复合左右手材料的小型化双频WLAN天线。该天线具有尺寸小、双频段、共面设计等特性。

本实用新型基于复合左右手材料的小型化双频WLAN天线，包括基于复合左/右手材料的天线结构、共面地、FR-4介质板。该天线以微带贴片天线为基础，在天线上添加了交指结构和弯折线结构来构造串联电容和并联电感，来实现复合左/右手结构在微带天线上的加载，使其产生零阶谐振，从而实现了WLAN双频段的覆盖，整体尺寸仅有30×20×1.6mm³，达到了小型化的目的。通过增减交指结构单元个数，调节了天线零阶谐振的匹配。通过增减弯折线结构的单元数，调节零阶谐振频率点。

本实用新型有如下优点和有益效果：

(1)本实用新型基于复合左右手材料的小型化双频WLAN天线通过加载交指结构和弯折线组成复合左/右手材料单元，使天线产生零阶谐振，有效缩小了天线的尺寸。

(2)交指型结构增加阻抗匹配，通过增减交指型结构的个数或相互间的间隔可以优化低频段的匹配度。

(2)本实用新型基于复合左右手材料的小型化双频WLAN天线采用共面地设计，易于天线的集成化加工。

(3)本实用新型基于复合左右手材料的小型化双频WLAN天线的-10dB工作频段为2.36-2.85GHz/4.95-6.1GHz，完全符合WLAN的频段要求。

(4)本实用新型基于复合左右手材料的小型化双频WLAN天线表现为全向性辐射，具有良好的辐射特性。低频段2.45GHz增益为-1.49dBi，高频段5.3GHz增益为3.96dBi。

附图说明

图1是基于复合左右手材料的小型化双频WLAN天线整体结构示意图；

图2是基于复合左右手材料的小型化双频WLAN天线的反射系数曲线图；

图3是基于复合左右手材料的小型化双频WLAN天线中心频率在2.45、5.3GHz的方向图；

图中，1为微带贴片，2为FR-4介质板，3为交指结构，4为弯折线结构，5为共面地，6为馈线，7为SMA接头；

具体实施方式

下面针对本实用新型基于复合左右手材料的小型化双频WLAN天线结合附图进行详细说明。

本实用新型小型化双频WLAN天线是将复合左右手理论与天线设计技术相结合来实现天线的小型化以及双频段，天线结构包括：1微带贴片、2为FR-4介质板、3交指结构，4弯折线结构，5共面地，6馈线，7SMA接头，如图1所示。基于复合左右手材料的小型化双频WLAN天线在微带贴片天线的基础上添加交指结构(3)与弯折线结构(4)构造复合左右手传输线模型，使天线产生零阶谐振，覆盖了WLAN的两个工作频段(2.4-2.4835GHz/5.15-5.825GHz)。交指结构(3)共有九个单元，弯折线结构(4)有两对，左右对称，共有14段。