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新型宽频带多频段WiFi天线的设计陈利锋;熊祥正【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。
%A wideband multi⁃band teminal dipole antenna suitable for WiFi frequency band was designed on the basis of ap⁃plication of wireless WiFi network. The WiFi multi⁃bandand is realized with the dipole antenna design principle to achieve the increase in bandwidth of the antenna which is beneath the antenna structure,obtain active standing⁃wave superposition loaded by coupling,reduce antenna standing⁃wave ratio(VSWR),and improve the WiFi antenna(Gain)so as to improve the perfor⁃mance of the antenna. The WiFi antenna was manufactured and measured. The results show that the HFSS simulation results are quite consistent with physical measured results. Therefore,the antenna is ideal for WiFi mobile terminals.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2013(000)007【总页数】3页(P86-88)【关键词】驻波比降低;宽频带;多频段;WiFi;偶极天线【作者】陈利锋;熊祥正【作者单位】西南交通大学电磁所，四川成都 610031;西南交通大学电磁所，四川成都 610031【正文语种】中文【中图分类】TN822-340 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。
宽频带缝隙馈电双层贴片微带天线设计周兵;邹传云【摘要】采用矩形谐振缝隙耦合馈电的方式,在辐射贴片的上方引入寄生矩形谐振器,地板下方四分之一波长处放置反射面,两辐射贴片之间使用多层低介电常数的泡沫介质基板,设计了一款宽频带微带天线.该天线不仅频带宽,后向辐射小,而且结构简单,便于阵列集成.仿真结果表明:在电压驻波比(VSWR)小于等于2时,该天线的阻抗带宽度达到了中心频率的58.42％;在5.12～8.98 GHz的频率范围内,天线的增益大于7.1 dB,回波损耗小于-10 dB.【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2018(037)002【总页数】5页(P72-76)【关键词】微带天线;带宽;增益;电压驻波比;谐振器;介质【作者】周兵;邹传云【作者单位】西南科技大学信息工程学院,四川绵阳621010;西南科技大学信息工程学院,四川绵阳621010【正文语种】中文【中图分类】TN822.80 引言近年来，随着无线电技术的迅猛发展，对天线的要求越来越高，既需要天线高增益、宽频带，还要求具备剖面低、重量轻、易制作等特点[1]。
当前无芯片射频标签正逐渐兴起。
频率编码容量大的无芯片标签工作的频率范围很宽，对标签阅读器的天线提出了更宽频带的要求。
微带天线因为其固有的窄带宽的特点，导致其应用大大地受到限制[2]。
为了拓展微带天线的带宽，1984年，Pozar首次提出了缝隙耦合馈电微带天线，该天线隔离了馈电网络与辐射贴片，降低了馈电网络杂散波对辐射贴片的影响，克服了传统馈电方式带来的电感效应[3]。
用缝隙耦合馈电的方式来拓展带宽，工程师们做了大量的卓有成效的工作。
目前基于缝隙耦合馈电，能够有效扩展天线带宽的方式可以总结为以下三点：改变缝隙的形状[4-6]，如“E”形、“L”形、“H”形、“Hour Glass”形、“十”形等；采用层叠辐射贴片结构[7-9]；使用低介电常数和较厚的介质板[10-11]，如泡沫介质。
三频段嵌入式共形天线设计引言随着无线通信技术的不断发展，人们对无线设备的性能和功能要求也越来越高。
无线通信的天线是实现无线通信系统的重要组成部分，其性能直接影响着通信系统的性能。
设计一款性能优良的天线对于无线通信系统至关重要。
本文将介绍一种三频段嵌入式共形天线的设计方案，该天线能够在多个频段实现优秀的性能，适用于多种无线通信应用场景。
设计目标本次设计的三频段嵌入式共形天线的主要设计目标如下：1.支持三个频段：2.4GHz、5.8GHz和3.5GHz。
2.实现较高的增益和较宽的频带。
3.尽量减小天线的大小和体积，以适应嵌入式设备的设计需求。
4.保证天线的辐射效率和辐射模式符合无线通信系统的要求。
天线结构设计为了实现三个频段的覆盖，我们选择了一种共形天线的设计方案，该天线采用了多种工艺和结构来支持多频段的工作。
具体结构设计如下：1.辐射单元设计：采用了组合式的辐射单元设计，包括了两个贴片天线和一个贴片耦合线。
其中一个贴片天线用于2.4GHz频段的工作，另一个贴片天线用于5.8GHz频段的工作，而贴片耦合线则用于3.5GHz频段的工作。
通过这种设计，我们能够在不增加天线体积的情况下支持三个频段的覆盖。
2.接地板设计：天线的接地板采用了分段式设计，以减小接地板对天线性能的影响。
接地板的结构也采用了一定的设计工艺来提高天线的辐射效率。
3.辐射单元和馈电线的匹配网络设计：通过合理的匹配网络设计，我们能够有效地调整天线的工作频段和阻抗匹配，从而提高天线的性能。
仿真与优化在设计完成之后，我们进行了天线的仿真和优化工作，以验证设计的性能和对其进行进一步优化。
1.电磁仿真：采用了专业的电磁仿真软件对天线进行了多个频段的电磁仿真，验证了天线的辐射性能和频段覆盖情况。
通过仿真，我们能够快速获取天线的频率响应、辐射模式以及辐射效率等性能参数。
2.优化：根据仿真结果，我们对天线的结构和参数进行了优化，以提高天线在各个频段的性能。
基于 5.8GHZ的平板天线设计和及应用摘要；无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统，凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作。
此外，在用电磁波传送能量方面，非信号的能量辐射也需要天线。
本文设计了一款工作频率为5.8GHZ的平板天线，应用于微波感应器当中。
天线的辐射源设计为方形，边长是四分之一波长，可以使得微波感应器的各个方向的感应距离近乎相等。
通过使用金属墙对天线的处理，可以达到拓展波束角宽度的目的，从而实现微波感应器方向性的变化。
在微波感应器中，天线是一个至关作用的组成部件。
拓宽天线的波束角，对于微波感应器的感应区域控制将会进一步提升，增加其的适用范围。
关键词：天线；波束角；微波引言近年来，研究人员对于天线波束角的研究越来越深入，对于如何拓宽天线波束角，也取得了很大的进展。
在微波感应器中，天线的主瓣宽度很大程度决定了其辐射区域。
因此，展开天线的波束角在工程中也是非常具有实际意义。
目前，在控制波束角的天线中，透镜天线可以取得比较好的效果。
透镜天线是利用透镜的聚焦特性，将点源或线源发出的球面波或柱面波转换为平面波束的天线，通过合理设计透镜表面形状和折射率，调节电磁波的相速以获得辐射口径上的平面波前。
依靠表面形状实现聚焦功能的透镜主要包括介质减速透镜和金属加速透镜，其制作材料是均一的，通过改变不同路径光束在透镜中行走的距离来改变光程。
还有一类是渐变折射率透镜，其中最引人注目的当属龙伯透镜{1}。
本文中，制作设计了一款工作频率在5.8GHZ的平板天线，通过对天线的辐射源的周边进行金属（铜）墙处理，以此来改变波束角。
同时，这种天线可以非常适用于微波感应器当中。
1 平板天线的仿真设计1.1天线结构设计本文采用的平板天线工作频率在5.8GHZ，结构由一层接地面，一层介质层，一层辐射源构成，接地面和辐射源采用铜皮，介质层采用FR_4材料（玻璃纤维环氧树脂）。
通过高频电磁仿真软件来确定天线的增益、损耗、波束角等参数。
一款轻量化整流天线设计
夏铭;陈星
【期刊名称】《无线电通信技术》
【年(卷),期】2022(48)2
【摘要】无人机、可穿戴设备供能等微波无线传能应用要求整流天线不仅具有高微波接收和整流效率,并且满足质量轻的要求。
设计了一款5.8 GHz轻量化微波整流天线,该天线为缝隙耦合馈电的微带天线阵列,为减轻质量,天线加工制作于0.19 mm厚度的超薄高频基板,粘贴在5 mm厚度泡沫板。
整流电路采用BAT15⁃03W 肖特基二极管作为整流器件,制作于天线背面,通过导电过孔与天线金属地连接。
该天线尺寸为88 mm×90 mm×5.425 mm,质量15 g,对应的面密度仅为1.89
kg/m^(2)。
在最佳微波输入功率密度2.34 mw/cm^(2)下,实测该天线最大微波接收整流效率达到74.3%。
【总页数】5页(P366-370)
【作者】夏铭;陈星
【作者单位】四川大学电子信息学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN820
【相关文献】
1.一款高效有源钳位同步整流开关电源设计
2.一款高效有源钳位同步整流开关电源设计
3.微波输能中一款S波段整流天线阵列研究
4.一款小型化2.45GHz整流天线的设计
5.用于整流天线的口径耦合圆极化微带天线的设计与实验
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4.9 GHz小型化集成相控阵天线设计
陈锡聪;林福民;周冬跃;李红涛;王媛媛
【期刊名称】《电讯技术》
【年(卷),期】2023(63)2
【摘要】设计了一种相位控制和馈电一体化的8×8相控阵天线。
将多路微带线功分器和移相器芯片集成于同一片电路板作为馈电网络并压合于阵列天线背面,形成
了单端口馈电的64单元集成相控阵天线。
该相控阵天线整体厚度仅2.25 mm,馈
电端口至天线单元之间没有任何连接电缆,具有低剖面小型化和一体化的显著优点。
电磁仿真结果显示,4.9 GHz的回波损耗小于-25 dB,最大增益为22.5 dB。
此外,主极化和交叉极化隔离度为30 dB,主波束可实现-58°~62°平面扫描,具有较好的交叉极化和波束宽角域连续扫描特性,可应用于5G移动通信小型基站。
【总页数】8页(P267-274)
【作者】陈锡聪;林福民;周冬跃;李红涛;王媛媛
【作者单位】广东工业大学物理与光电工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN821
【相关文献】
1.基于超材料结构实现5.8 GHz RFID天线小型化设计
2.小型化2.4 GHz微带贴片天线的设计
3.一种采用28GHz领结天线单元的5G手机相控阵天线
4.一款小型化2.45GHz整流天线的设计
5.一种30/20 GHz圆极化相控阵天线的设计
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现代电子技术Modern Electronics Technique2023年11月1日第46卷第21期Nov. 2023Vol. 46 No. 210 引 言随着信息技术的迅猛发展，空天地海一体化通信系统已经成为未来通信网络的发展趋势，卫星通信具有覆盖范围广、不受地理条件限制等优点，其作为天基通信的重要组成部分和未来6G 网络技术发展的重要方向，已经成为学术界研究的热点[1]。
天线作为卫星通信系统的关键组成部件之一，要求具有宽带宽、高增益、圆极化和结构简单、易于集成等特性。
由于法布里⁃珀罗（Fabry Perot, FP ）谐振腔天线具有增益高、馈电简单的特性，自从其诞生以来便受到了学术界的广泛关注[2]。
FP 天线具有馈电结构简单、增益高的优点，近年来学术界对于FP 天线的双频段工作、宽带性能以及如何实现圆极化辐射做了大量研究工作，其在卫星通信系统中有良好的应用潜力。
对于FP 天线的双频工作特性[3⁃5]，可采用频率选择表面（Frequency Selective一款双频双宽带双圆极化Fabry⁃Perot 谐振腔天线吕 军1， 钟选明2（1.国能包神铁路有限责任公司， 内蒙古 鄂尔多斯 017000；2.成都交大运达电气有限公司， 四川 成都 610000）摘 要： 文中设计了一款双频双宽带双圆极化的法布里⁃珀罗（FP ）谐振腔天线。
传统的FP 天线具有高增益特性但是难以实现宽带及双频带工作，为了改善其性能，提出一种具有双频正相位梯度的部分反射表面，利用其正相位梯度特性弥补电磁波频率升高带来的空间相位变化，从而在较宽的带宽内满足FP 天线的谐振条件以实现宽带辐射。
通过加载寄生贴片以及缝隙耦合馈电的方式设计宽带圆极化馈源，并且采用人工磁导体结构替代传统的金属地板，在同一谐振腔高度下满足两个频段的谐振条件，简化了双频FP 天线的结构。
全波仿真结果表明，所提出的FP 天线3 dB 轴比带宽分别为10.1%和13.8%，峰值增益达到12.45 dBi 和11.9 dBi ，3 dB 增益带宽分别为11.5%和14.8%。
采用口径耦合馈电的5.8GHz天线的设计
不停车电子计费系统(ETC)是一种用于高速公路、桥梁以及隧道等众多收费场所的全自动电子化收费系统，是解决高速公路收费口拥堵、节约高速公路用地资源及节能减排的有效手段。
相比较正在使用的人工半自动收费方式，电子不停车收费技术可使车道通行能力提升3至5倍。
ETc系统通过自动车辆识别系统(AVI)以及收费信息的实时在线交互来实现车辆和收费站之间的无线通信。
通过车辆的RFID系统和路边收费单元之间的短距离专用通信，ETC系统可以在没有其他任何人为协作的情况下独自完成整个收费的流程。
文章针对ETC系统设计了一款天线以用于其车载(OBU)单元。
为了满足小型化、宽频带、以及圆极化的要求，文章对众多的微带天线形式进行了研究。
普通的单贴片微带天线的圆极化带宽是很窄的，一般都不超过1％。
使用微带天线阵技术，可以较大幅度地提高带宽，但天线的结构复杂。
而对于单贴片微带天线来说，采用一些新型的馈电技术可以有效地展宽天线的圆极化带宽。
如采用共面波导馈电、L型馈电、双馈或四馈技术等等，虽然带宽得到很大提高，但是结构也比较复杂。
文章基于单贴片的圆形微带天线，设计了一款交叉口径耦合馈电的天线模型，此种馈电方式比较易于产生圆极化波，而且其
阻抗匹配以及频带宽度等方面都可以获得比较理想的结果，设计出的天线模型完全可以满足小型化、宽频带以及增益等方面的要求。
1 天线结构
为了实现宽频带的特性，本天线采用了口径耦合的馈电方式。
相比于同轴线或微带线馈电，口径耦合馈电具有一些显著的优点：馈电处无需焊点，用于阻抗匹配的可调参数多；馈电结构和辐射贴片采用的基片彼此分离，可以独立地选择不同的介质材料和介质厚度，来满足馈电结构对辐射贴片的需要；通过调整耦合缝隙的长度或者微带馈线开路端的长度，可以比其他馈电方式更容易地与辐射贴片达到阻抗匹配等等。
文章就是利用其馈电结构和辐射贴片的基片彼此分离的特点，采用介电常数较低、厚度较大的辐射基片来降低天线的Q值，从而达到展宽带宽的目的。
此外，接地板还可以屏蔽来自馈线的寄生辐射，避免其对天线上半部分的辐射方向图产生干扰。
所设计的天线模型如图1所示。
辐射贴片采用圆形贴片，半径R=12．8毫米，贴片下面为一个厚度为2毫米的空气介质层，实际应用中，考虑到天线结构的牢固程度及抗冲击性等方面，可以考虑采用介电常数相近的泡沫等材料进行填充。
空气介质层下方为一个开出十字型耦合槽的接地平面。
此十字耦合槽的两臂不等长，L1长为14毫米，L2长为12毫米，长度之比约为1．17。
缝隙宽WS=1mm，此数值在实际应用中可以灵活的调节，只要满足WS远小于L即可。
接地平面下方为介电常数为4．4，厚度为lmm的FR4馈电基片，馈电基片下方为微带馈线，其宽度Wf=2mm，以保证馈线的输入阻抗为50欧姆左右。
微带馈线与十字型耦合槽的两臂的偏置角度为45度。
其开路端到中心点的距离为6毫米，以保证微带天线的输入阻抗得到良好的匹配。
文章采用基于有限元法的Ansoft公司的HFSS软件进行仿真设计。
所得到天线的S11散射参数图以及轴比图如图二和图三
所示。
由图二可知，天线谐振于5．8GHz,频率处，此频率点S11散射参量的最低值可以达到一33dB，说明此天线匹配良好，天线VSWR 2的阻抗带宽值约为6．9％，而轴比小于3dB的圆极化带宽约为3．8％天线的远场方向图及增益如图4所示，在边射方向上(θ=0°)的最大增益为7．6dB。
2 对于馈电结构的分析
对于使用单个缝隙进行口径耦合的线极化贴片天线来说，Himdi提出的传输线模型已经被证实具有良好的适用性。
而在文章当中，通过将十字缝隙等效成为互相垂直的两个单独的缝隙，
也就是将天线等效成为两个互相正交的线极化天线，我们可以将这种方法应用在如图一所示的圆极化天线的分析当中。
十字形缝隙在贴片当中分别激励出相互正交的两个模，我们可以在微带贴片天线当中将这两种模独立地进行分析。
天线的等效传输线模型如图二所示。
如图所示，R为贴片天线的半径。
RP+XP为天线的辐射阻抗。
ZCP为贴片的特性阻抗。
γ为传输常数。
由图中可以看出，ZP是由天线的耦合缝隙决定的。
而这两个缝隙各自的阻抗可以由下式给出：
式中的z和k分别为缝隙的特性阻抗和波数。
两个缝隙各自的总的导纳为：
其中，nL1和nL2为贴片和缝隙之间的阻抗转化率，具体数值可以由下式给出：
总的输入电阻的计算公式为：
其中，Zcf、kj和t分别为微带馈线的特性阻抗和波数以及开路线的长度，n为缝隙和微带馈线之间的阻抗转换率。
因为天线的两个谐振模是由耦合缝隙的长度决定的，因此通过适当的调节十字缝隙的长度，便可以得到理想的圆极化。
不等长的缝隙可以激励出两个相近的谐振模式，为了得到圆极化，这两个模式需要幅度相近而相位相差90度。
当缝隙L1的长度大于缝隙L2时，可以得到右旋的圆极化，而当缝隙L2的长度大于缝隙L1时，左旋的圆极化便可以被激励出来。
3 天线参数的经验结果分析
a)天线基片介质的选择
根据腔模理论，微带贴片天线可等效为一漏波谐振腔，尽管有较强的辐射，但它依然是品质因数Q值较高的谐振系统。
为了有效降低微带天线的品质因数Q值，必须选择介电常数较低、厚度较厚的介质，而对于馈电基片，选择较薄的基片将有效降低来自馈线的伪辐射，在本例中，由于采用了口径耦合馈电方式，因此可以针对不同的需要来分别选择。
但辐射基片的介质厚度并不能太厚，否则容易在贴片天线表面激励起不必要的高次模和伪辐射，通常其最大值不能超过0．052λ。
b)耦合缝隙宽度的选择
耦合缝隙的宽度对天线整体性能的影响较小，其值可以用来对天线的阻抗匹配进行调节。
通常，当增大天线辐射基片的厚度时，也需要加大缝隙的宽度来增强耦合度。
在文章的研究当中显示，天线对其数值的变化并不敏感，一般使其小于缝隙长度的十分之一即可。
因此在应用当中，可以根据实际情况具体选择。
如在本天线当中，进一步减小缝隙的宽度可以达到更好的匹配结果，但是考虑到实际制作的方便，便将其定为1mm。
c)馈线开路端长度的选择
馈线开路端的长度既馈线开路端到中心点的距离。
其值常用来调节口径耦合天线的电抗，为了贴片天线与馈线可以达到最优化的阻抗匹配，其值一般选择为四分之一波长即可。
同时，它的数值变化也会引起天线谐振频率的轻微变化，因此在天线的设计
过程当中，也可以综合考虑，在保证阻抗匹配的前提下，利用它来对天线的频率进行微调。
4 结束语
在文章当中，针对ETC系统的OBU单元，设计了一种十字缝隙口径耦合馈电的右旋圆极化微带天线，并且对其馈电网络进行了等效模型的分析。
本天线模型结构紧凑小巧，不仅可以满足设计的需要，而且可调参数众多，设计自由度比较高。
通过合适的选择各项参数的数值，设计出的天线可以满足宽频带、高增益的要求。
