CN203589208U - 一种用于wimax和wlan的三频段单极子天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于WIMAX和WLAN的三频段单极子天线,包括介质基板（2）和位于介质基板上的辐射单元、馈线（1）、接地面（4）、馈电端口（3），其中所述辐射单元通过馈线（1）连接馈电端口（3）接收馈电，且所述接地面（4）连接馈电端口（3）接收馈电，所述辐射单元包括第一辐射片（5）、第二辐射片（6）、第三辐射片（7），其中所述三个辐射片的一端均与馈线（1）的一端连接；所述馈线（1）的另一端连接在馈电端口（3），使得所述馈电端口（3）通过馈线（1）同时为三个辐射片提供馈电；所述第一、第三辐射片呈倒η型。本天线带宽更宽，减小了天线尺寸，扩大天线工作频率，扩大了应用范围，使得天线可以广泛用于无线通信领域中。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种单极子天线，尤其涉及一种可用于WIMAX和WLAN的三频段单极子天线，属于无线通讯领域。
背景技术
随着无线电通信的不断发展，无线通信装置已被大量地使用在人们日常生活的电子产品中，诸如便携式电脑、智能手机、车载电子导航系统等。单极子天线具有体积小、结构简单、易于加工与安装和制作成本低等优点，因此被广泛应用于蓝牙、WLAN和WIMAX等无线通信领域。
近年来，无线局域网（WirelessLocalAreaNetworks,WLAN）和全球微波互联接入（WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess，WIMAX）得到了广泛的应用，WLAN是基于IEEE802.11标准的无线局域网，允许在局域网络环境中使用无需授权的ISM(IndustrialScientificMedical)频段中的2.45GHz(2.4-2.484GHz)和5.8GHz（5.725-5.825GHZ）射频波段，用于进行语音信号、视频信号以及其他数据的传输，其在诸如办公场所、宾馆及餐厅等众多场所得到广泛应用。WIMAX基于IEEE802.16标准，能提供面向互联网的高速连接，为家庭用户及企业解决“最后一公里”的无线宽带连接问题，目前WIMAX主要工作在2.5-2.69GHZ、3.4-3.69GHZ和5.25-5.85GHZ频段。
对于应用于无线局域网和全球微波互联接入领域的天线，要求具有电磁波辐射全向性、低损耗、高增益等特点，同时，无线通信设备的终端越来越趋向于小型化、多频段化，因此对于无线通信设备天线的设计也提出了小型化、多频带的要求，但普通单极子天线存在中心工作频率单一、应用范围小的缺点，这也极大限制了该类天线的发展。因此，增加单极子天线的中心工作频率使其满足更多通信设备，并进一步扩大单极子天线的应用范围就成为了必须解决的关键问题。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种能够实现低损耗、全向性、高增益，中心工作频率同时在2.4GHz、3.4GHz和6.08GHZ的可用于WIMAX和WLAN的三频段单极子天线。
本实用新型具体采用以下技术方案解决上述技术问题：
一种用于WIMAX和WLAN的三频段单极子天线,包括介质基板和位于介质基板上的辐射单元、馈线、接地面、馈电端口，其中所述辐射单元通过馈线连接馈电端口接收馈电，且所述接地面连接馈电端口接收馈电，所述辐射单元包括第一辐射片、第二辐射片、第三辐射片，其中所述三个辐射片的一端均与馈线的一端连接；所述馈线的另一端连接在馈电端口，使得所述馈电端口通过馈线同时为三个辐射片提供馈电；所述第一、第三辐射片呈倒η型。
作为本实用新型的一种优选技术方案：所述天线工作频段在2.33-2.49GHz、3.14-3.71GHz、5.69-6.48GHz范围内。
作为本实用新型的一种优选技术方案：所述天线驻波比小于2，谐振频率分别为2.4GHz、3.4GHz和6.08GHz。
作为本实用新型的一种优选技术方案：所述介质基板由FR4材料制成。
本实用新型采用上述技术方案，能产生如下技术效果：
发明采用改变天线辐射单元结构的天线技术，提出了一种用于WIMAX和WLAN的三频段单极子天线，该天线工作频段在2.33-2.49GHz（带宽160MHz）、3.14-3.71GHz（带宽310MHz）、5.69-6.48GHz（带宽790MHz)范围内，相比于传统的三频段单极子天线技术，带宽更宽，基板采用FR4材料，材料价格更低、更易获取，有较好的市场应用前景，同时，部分辐射单元结构呈倒η型，减小了天线尺寸。天线驻波比小于2，谐振频率分别为2.4GHz、3.4GHz和6.08GHz，满足WLAN在2.45GHz(2.4-2.484GHz)频段和5.8GHz（5.725-5.825GHZ）频段以及WIMAX在3.5GHz(3.4-3.69GHZ)频段的使用要求，扩大了天线的工作频率，扩大了应用范围，使得天线可以广泛用于无线通信领域中。
附图说明
图1是本实用新型用于WIMAX和WLAN的三频段单极子天线的表面示意图。
图2是本实用新型的天线底面示意图。
图3是本实用新型的天线俯视图。
图4是本实用新型天线馈电端口馈电情况下的S（1,1）参数的仿真曲线图。
图5是本实用新型天线馈电端口馈电情况下的驻波比参数的仿真曲线图。
其中标号解释：1-馈线，2-介质基板，3-馈电端口，4-接地面，5-第一辐射片，6-第二辐射片，7-第三辐射片。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型的实施方式进行描述。
参照图1，本实用新型设计了一种用于WIMAX和WLAN的三频段单极子天线,包括介质基板2和位于介质基板上的辐射单元、馈线1、接地面4、馈电端口3，其中所述辐射单元通过馈线1连接馈电端口3接收馈电，且所述接地面4也连接馈电端口3接收馈电，所述辐射单元包括第一辐射片5、第二辐射片6、第三辐射片7，其中所述三个辐射片的一端均与馈线1的一端连接；所述馈线1的另一端连接在馈电端口3，使得所述馈电端口3通过馈线1同时为三个辐射片提供馈电；所述第一、第三辐射片呈倒η型。实施例中将馈线1、第一辐射片5、第二辐射片6以及第三辐射片7均位于介质基板2的上表面，接地面4位于介质基板2的下表面，馈电端口3位于介质基板2的前表面，如图2和图3所示。
根据上述结构，采用现有的天线辐射技术进行实施，使得该天线工作频段在2.33-2.49GHz（带宽160MHz）、3.14-3.71GHz（带宽310MHz）、5.69-6.48GHz（带宽790MHz)范围内，相比于传统的三频段单极子天线，带宽更宽。基板采用FR4材料，材料价格更低、更易获取，有较好的市场应用前景，同时，部分辐射单元结构呈倒η状，减小了天线尺寸。天线驻波比小于2，谐振频率分别为2.4GHz、3.4GHz和6.08GHz，满足WLAN在2.45GHz(2.4-2.484GHz)频段和5.8GHz（5.725-5.825GHZ）频段以及WIMAX在3.5GHz(3.4-3.69GHZ)频段的使用要求。
为了验证本实用新型的天线能够用于WIMAX和WLAN的三频段，以实验进行证明。
按照图1所示机构组建天线，上述天线的馈线1、馈电端口3、第一辐射片5、第二辐射片6以及第三辐射片7材质均为铜，厚度均为0.018mm，介质基板2可以用普通的FR4材料制成，材料价格更低、更易获取，有较好的市场应用前景，厚度为1.783mm，长度为33.385mm，宽度为31.085mm。第一辐射片5、第二辐射片6和第三辐射片7具体实现均可以在介质基板2材料上，通过印刷工艺加工制成，其中。第一辐射片5长度为13.67mm，呈η型逆时针旋转90度后的形状。第三辐射片7长度为31.04mm，呈η型顺时针旋转90度后的形状。第二辐射片6长度为14.11mm，形状为矩形。
接地面4材质为铜，参照图2，厚度为0.018mm，长度为31.085mm，宽度为11.4mm。参照图1、图2和图3,天线的馈线1与接地面4均与位于介质基板单元2前表面的馈电端口单元3相连接。
图4给出了天线馈电端口馈电情况下的S（1,1）参数的仿真曲线图，从图中可以看到三频段单极子天线的工作频率范围分别为2.33-2.49GHz、3.14-3.71GHz、5.69-6.48GHz，天线的谐振频率分别为2.4GHz、3.4GHz和6.08GHz。
图5给出天线馈电端口馈电情况下的驻波比参数的仿真曲线图，从图中可以看到天线的驻波比系数VSWR1在2.33-2.49GHz、3.14-3.71GHz、5.69-6.48GHz波段均小于2.0:1，完全覆盖了WIMAX及WLAN中三个频段，扩大了天线的工作频率，扩大了应用范围，满足该类无线通讯的天线设备使用要求。
上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (4)
1.一种用于WIMAX和WLAN的三频段单极子天线，包括介质基板（2）和位于介质基板上的辐射单元、馈线（1）、接地面（4）、馈电端口（3），其中所述辐射单元通过馈线（1）连接馈电端口（3）接收馈电，且所述接地面（4）连接馈电端口（3）接收馈电，其特征在于：所述辐射单元包括第一辐射片（5）、第二辐射片（6）、第三辐射片（7），其中所述三个辐射片的一端均与馈线（1）的一端连接；所述馈线（1）的另一端连接在馈电端口（3），使得所述馈电端口（3）通过馈线（1）同时为三个辐射片提供馈电；所述第一、第三辐射片呈倒η型。
2.根据权利要求1所述用于WIMAX和WLAN的三频段单极子天线，其特征在于：所述天线工作频段在2.33-2.49GHz、3.14-3.71GHz、5.69-6.48GHz范围内。
3.根据权利要求1所述用于WIMAX和WLAN的三频段单极子天线，其特征在于：所述天线驻波比小于2，谐振频率分别为2.4GHz、3.4GHz和6.08GHz。
4.根据权利要求1所述用于WIMAX和WLAN的三频段单极子天线，其特征在于：所述介质基板（2）由FR4材料制成。
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| CN103682608A (zh) * | 2013-11-21 | 2014-03-26 | 南京信息工程大学 | 一种用于wimax和wlan的三频段单极子天线 |
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