一种基于非对称共面馈电的小型化多频段天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于无线通信技术领域，涉及一种基于非对称共面馈电的小型化多频段天线。
【背景技术】
[0002]随着现代无线通信系统的飞速发展，无线局域网(Wireless Local AreaNetwork, WLAN)和全球微波互联接入(Worldwide Interoperability for MicrowaveAccess, WiMAX)得到广泛的应用，实现无地域限制的无线网络模式。目前的WLAN主要工作在 2.45GHz (2.4—2.484GHz)、5.25GHz (5.15—5.35GHz)和 5.8GHz (5.725—5.825GHz)频段，而 WiMAX 工作在 2.5GHz (2.5—2.69GHz)、3.5GHz (3.4—3.69GHz)和 5.5GHz (5.25—5.85GHz)频段。天线在无线通信系统中占据十分重要的地位，是组成无线通信系统的主要部件之一。
[0003]在无线通信领域中，微带天线由于具有体积小、重量轻、剖面低、可共形等特点，弓丨起了人们的广泛关注。微带多频天线的设计方法有两种:其一，用几个窄带谐振单元合成一个多频段天线；其二，设计一种宽带天线，然后采用滤波或频带阻断技术获得所需要的频段。现在常用的天线小型化技术有以下几种:增加介质基板的介电常数、短路加载技术、曲流技术、附加有源网络、采用特殊形状的贴片等。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于非对称共面馈电的小型化多频段天线，该天线可同时工作于WLAN (2.4GHz和5.25GHz)和WiMAX (2.5GHz和3.5GHz)三个频段。
[0005]为达到上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0006]—种基于非对称共面馈电的小型化多频段天线，包括介质基板，辐射面，馈线，地面结构和陷波结构；所述天线的辐射面为半个椭圆金属面，馈线与辐射面相连接，天线的馈电采用非对称共面馈电结构，所述天线的地面结构为1/4椭圆形状；所述陷波结构位于天线的背面，所述陷波结构包括三个开口谐振环，三个谐振环用于产生三个频段的陷波。
[0007]进一步，所述三个开口谐振环的开口尺寸均为Ws，三个谐振环同圆心，所述三个开口谐振环的半径各不相同，分别为大谐振环，中谐振环，小谐振环。
[0008]进一步，所述大谐振环用于产生低频段的陷波，所述中谐振环用于产生中频段的陷波，所述小谐振环用于产生高频段的陷波。
[0009]进一步，所述辐射面椭圆的长轴为2 (W - W2 - W3 - ff0/2)，短轴为L - W4 - L1;其中，W为多频段天线的宽，胃2为辐射面右顶点到多频段天线右边的距离，W3为辐射面左边到多频段天线左边的距离，W。为馈线的宽，L为多频段天线的长，W 4为辐射面上顶点到多频段天线上边的距离，L1为馈线的长。
[0010]进一步，所述地面结构椭圆的长轴为2 (W - W3 - W。- d - L2)，短轴为2 (L1 -W1);其中，W为多频段天线的宽，W3为辐射面左边到多频段天线左边的距离，W。为馈线的宽，d为馈线的右边到地面结构左边的距离，L2为地面结构右顶点到多频段天线右边的距离，L1为馈线的长，W1辐射面下顶点到地面结构上顶点的距离。
[0011]进一步，所述三个开口谐振环的尺寸为:?= 2.5臟，R2= 2.7臟，R3= 3.5臟，R4=3.8mm，R5= 4.6mm，R 6= 4.8mm，Ws= 1mm，X1=S.8mm，Y1=S.5mm ;R 丨为小谐振环内环半径，&为小谐振环外环半径，1?3为中谐振环内环半径，R4为中谐振环外环半径，R5为大谐振环内环半径，&为大谐振环外环半径，X:为谐振环圆心到多频段天线左边的距离，Y:为谐振环圆心到多频段天线下边的距离。
[0012]进一步，所述三个频段分别为高频段5.2GHz-5.6GHz、中频段3.24GHz_3.9IGHz和低频段 2.2GHz-2.9GHzo
[0013]进一步，所述介质基板为FR4介质板，介电常数为4.4，介质板厚度为1.6mm。
[0014]本发明的有益效果在于:本发明提供的一种基于非对称共面馈电的小型化多频段天线，可同时工作于WLAN(2.4GHz和5.25GHz)和WiMAX(2.5GHz和3.5GHz)三个频段的微带天线；通过使用非对称共面馈电方式，极大地减小了天线的尺寸，实现天线的小型化；通过在一个宽频带的微带天线的基础上加载开口谐振金属环(SRR)，达到陷波的目的；通过使用3个大小不同的开口谐振环，以实现3个不同频率的陷波，从而获得可应用于WLAN和WiMAX通信系统的三频段天线。
【附图说明】
[0015]为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中:
[0016]图1为本发明所述多频段天线的结构示意图；
[0017]图2为宽带天线的S11;
[0018]图3为加载陷波结构的天线；
[0019]图4为三频段陷波结构；
[0020]图5为加载一个环的陷波天线的S11;
[0021]图6为加载两个环的陷波天线的S11;
[0022]图7为加载三个环的陷波天线的S11;
[0023]图8为加载谐振环与未加载谐振环的天线的S11;
[0024]图9为2.5GHz的辐射方向图；
[0025]图10为3.5GHz的辐射方向图；
[0026]图11为5.5GHz的辐射方向图。
【具体实施方式】
[0027]下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
[0028]本发明所提供的一种基于非对称共面馈电的小型化多频段天线，其结构如图1所示，天线的基板为FR4介质板，介电常数为4.4，尺寸为:28mmX 18mmX 1.6mm。天线的正面由右边的半个椭圆金属面组成天线的辐射面，该椭圆的长轴为2 (W - W2 - W3 - ff0/2)，短轴为:L-W4-Lp辐射面位于多频段天线的左上方。
[0029]天线的馈电采用非对称共面馈电结构，该结构可以极大地减小天线的尺寸，实现天线的小型化。馈线与辐射面相连接，馈线的左边与椭圆辐射面的中心线在同一条线上，馈线的宽度为W。= 3mm。
[0030]该天线的地面结构为1/4椭圆，为椭圆右上部分。地面椭圆的长轴为:2(W-W3 -W。- d - L2)，短轴为:2 (L1 - W1)。馈线的右边与地面结构左边的缝隙为d = 0.4mm。地面结构位于多频段天线的下方。图1的天线结构是一个宽频带天线，其S11如图2所示，天线的带宽从2.1GHz到6GHz以上。图2中的S参数对应的天线的尺寸为:多频段天线的长L =28mm，多频段天线的宽W = 18mm，馈线的宽W。= 3mm，福射面下顶点到地面结构上顶点的距离W1= 0.44_，地面结构右顶点到多频段天线右边的距离L