wifi工作的频段

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新型宽频带多频段WiFi天线的设计

作者：陈利锋 熊祥正

来源：《现代电子技术》2013年第07期

摘 要： 基于无线WiFi网络应用，设计一款适用于WiFi频段的宽频带多频段终端偶极天线。采用偶极天线设计原理来实现WiFi多频带，同时在天线结构正下方对天线进行耦合加载，实现驻波叠加以拓宽天线的带宽，降低天线的驻波比（VSWR）， 提高WiFi天线的增益（Gain）以提高天线的性能。制作加工了WiFi天线实物且实测，结果表明，基于HFSS仿真结果与实物实测的结果相当吻合，因此设计的这款天线非常适用于WiFi移动终端。

关键词： 驻波比降低； 宽频带； 多频段； WiFi； 偶极天线

中图分类号： TN822⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2013）07⁃0086⁃03

0 引 言

随着移动互联网数据通信飞速发展，宽带无线接入技术得到快速发展及应用，如WiFi、蓝牙技术（Bluetooth）等，高速率的宽带接入技术不断发展提速，一方面广泛利用现有频率资源（如2.4 GHz，5.8 GHz工作频段）来实现高的数据接入速率，目前随着个人数据通信的发展，对无线网络通信的需求不断提高，作为极有应用前景的通信技术，设计工作在IEEE

802.11b协议标准移动终端天线频段范围为2.4～2.482 5 GHz，中心频率为2.44 GHz；在IEEE

802.11a协议标准移动终端天线工作频段范围为5.15～5.825 GHz，中心频率约为5.49 GHz。

近年来，半波偶极子天线得到广泛应用，基于半波偶极子天线的原理，本文设计一种基于平面型微带结构的偶极天线，微带结构的长度约为1/2个工作波长，加载偶极天线中间的两个相邻端口上激励起等幅反向的电压信号。从中心馈电的非对称微带偶极天线，其两端为开路，故电流为零。由于天线辐射贴片结构正下方有耦合贴片加载，可以大大减少天线的尺寸及增加天线的带宽，偶极天线还有结构容易加工，制作简单，成本低的优势。因此，在目前的移动通信终端系统里，尤其是移动终端的广泛使用，按照IEEE 802.11a及IEEE 802.11b协议WiFi移动终端天线的指标要求，创新地设计性能优越的微带偶极结构天线，采用高频电磁仿真软件（HFSS）对天线结构尺寸仿真优化，并加工实物实测天线的性能与仿真分析的结果相当吻合。

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新型宽频带多频段WiFi天线的设计

作者：陈利锋 熊祥正

来源：《现代电子技术》2013年第07期

摘 要： 基于无线WiFi网络应用，设计一款适用于WiFi频段的宽频带多频段终端偶极天线。采用偶极天线设计原理来实现WiFi多频带，同时在天线结构正下方对天线进行耦合加载，实现驻波叠加以拓宽天线的带宽，降低天线的驻波比（VSWR）， 提高WiFi天线的增益（Gain）以提高天线的性能。制作加工了WiFi天线实物且实测，结果表明，基于HFSS仿真结果与实物实测的结果相当吻合，因此设计的这款天线非常适用于WiFi移动终端。

关键词： 驻波比降低； 宽频带； 多频段； WiFi； 偶极天线

中图分类号： TN822⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2013）07⁃0086⁃03

0 引 言

随着移动互联网数据通信飞速发展，宽带无线接入技术得到快速发展及应用，如WiFi、蓝牙技术（Bluetooth）等，高速率的宽带接入技术不断发展提速，一方面广泛利用现有频率资源（如2.4 GHz，5.8 GHz工作频段）来实现高的数据接入速率，目前随着个人数据通信的发展，对无线网络通信的需求不断提高，作为极有应用前景的通信技术，设计工作在IEEE

802.11b协议标准移动终端天线频段范围为2.4～2.482 5 GHz，中心频率为2.44 GHz；在IEEE

802.11a协议标准移动终端天线工作频段范围为5.15～5.825 GHz，中心频率约为5.49 GHz。

近年来，半波偶极子天线得到广泛应用，基于半波偶极子天线的原理，本文设计一种基于平面型微带结构的偶极天线，微带结构的长度约为1/2个工作波长，加载偶极天线中间的两个相邻端口上激励起等幅反向的电压信号。从中心馈电的非对称微带偶极天线，其两端为开路，故电流为零。由于天线辐射贴片结构正下方有耦合贴片加载，可以大大减少天线的尺寸及增加天线的带宽，偶极天线还有结构容易加工，制作简单，成本低的优势。因此，在目前的移动通信终端系统里，尤其是移动终端的广泛使用，按照IEEE 802.11a及IEEE 802.11b协议WiFi移动终端天线的指标要求，创新地设计性能优越的微带偶极结构天线，采用高频电磁仿真软件（HFSS）对天线结构尺寸仿真优化，并加工实物实测天线的性能与仿真分析的结果相当吻合。

wifi的技术标准

Wi-Fi技术标准是由IEEE（Institute of Electrical and

Electronics Engineers）制定的无线局域网技术标准。以下是一些常见的Wi-Fi技术标准：

1. 802.11a：使用5GHz频段，最高传输速率为54Mbps。

2. 802.11b：使用2.4GHz频段，最高传输速率为11Mbps。

3. 802.11g：使用2.4GHz频段，最高传输速率为54Mbps。

4. 802.11n：使用2.4GHz和5GHz频段，最高传输速率可达到300Mbps或更高。

5. 802.11ac：使用5GHz频段，最高传输速率可达到1.3Gbps或更高。

6. 802.11ax（Wi-Fi 6）：使用2.4GHz和5GHz频段，最高传输速率可达到10Gbps或更高。

这些标准涵盖了不同的频段、传输速率和功能，随着技术的发展，Wi-Fi标准不断更新和改进。每个标准都定义了一系列的协议和规范，以确保不同设备之间的兼容性和互操作性。

1. IE802.11简介

标准号 IEEE

802.11b IEEE

802.11a IEEE 802.11g IEEE 802.11n

标准发布时间 1999年9月 1999年9月 2003年6月 2009年9月

工作频率X围 2.4－2.4835GHz 5.150－5.350GHz

5.475－5.725GHz

5.725－5.850GHz 2.4－2.4835GHz 2.4－2.4835GHz

5.150－5.850GHz

非重叠信道数 3 24 3 15

物理速率（Mbps） 11 54 54 600

实际吞吐量（Mbps） 6 24 24 100以上

频宽 20MHz 20MHz 20MHz 20MHz/40MHz

调制方式 CCK/DSSS OFDM CCK/DSSS/OFDM MIMO-OFDM/DSSS/CCK

兼容性 802.11b 802.11a 802.11b/g 802.11a/b/g/n

2. 频谱划分

WiFi总共有14个信道，如下图所示：

1）IEEE 802.11b/g标准工作在2.4G频段，频率X围为2.400—2.4835GHz，共83.5M带宽

2）划分为14个子信道

3）每个子信道宽度为22MHz 4）相邻信道的中心频点间隔5MHz 5）相邻的多个信道存在频率重叠(如1信道与2、3、4、5信道有频率重叠) 6）整个频段内只有3个（1、6、11）互不干扰信道

3. 接收灵敏度

误码率要求 速率 最小信号强度

PER(误码率)不超过8％ 6Mbps -82dBm

9Mbps -81dBm

12Mbps -79dBm

18Mbps -77dBm

24Mbps -74dBm

36Mbps -70dBm

48Mbps -66dBm

54Mbps -65dBm

4. 2.4GHz中国信道划分