浅谈WLAN双频印刷天线

无线局域网络(Wireless Local Area Networks； WLAN)是相当便利的数据传输系统，它利用射频(Radio Frequency； RF)的技术，取代旧式碍手碍脚的双绞铜线(Coaxial)所构成的局域网络，使得无线局域网络能利用简单的存取架构让用户透过它，达到「信息随身化、便利走天下」的理想境界。

对于局域网络管理主要工作之一，对于铺设电缆或是检查电缆是否断线这种耗时的工作，很容易令人烦躁，也不容易在短时间内找出断线所在。再者，由于配合企业及应用环境不断的更新与发展，原有的企业网络必须配合重新布局，需要重新安装网络线路，虽然电缆本身并不贵，可是请技术人员来配线的成本很高，尤其是老旧的大楼，配线工程费用就更高了。因此，架设无线局域网络就成为最佳解决方案。

文中设计了一种适用于WLAN系统的印刷偶极子天线。它通过印制在FR4介质板上而成，尺寸为90mm×80 mm。

1 天线结构

设计的双频天线结构，如图1所示。

天线水平放置在x-z平面，图1（a）中灰色部分为天线辐射部分，白色部分为介质。图1（b）中灰色部分为巴伦馈线，白色部分为介质。天线由偶极子阵列组成，振子通过印制在相对介电常数为4．4、厚度0．8

mm的介质板上实现。偶极子的长度和谐振频率有关，长振子对应低端频段，短振子对应高端频段，因此该天线可以工作在2．4／5．8 GHz的双频段。一般常用的设计使用半波长或1／4波长作为天线的长度。

通过在Ansoft HFSS中建模、仿真优化之后，得出天线的结构尺寸(单位：mm)为：W1=4，W2=1，W3=7．4，W4=7，Ll=49，L2=9，L3=18．5，La=15．5，Lb=5。

无线桥接：当有线连接太昂贵或者需要为有线连接建立第二条冗余连接以作备份时，无线桥接允许在建筑物之间进行无线连接。802.11设备通常用来进行这项应用以及无线光纤桥。802.11基本解决方案一般更便宜并且不需要在天线之间有直视性，但是比光纤解决方案要慢很多。802.11解决方案通常在5至30mbps范围内操作，而光纤解决方案在100至1000mbps范围内操作。这两种桥操作距离可以超过10英里，基于802.11的解决方案可达到这个距离，而且它不需要线缆连接。但基于802.11的解决方案的缺点是速度慢和存在干扰，而光纤解决方案不会。光纤解决方案的缺点是价格高以及两个地点间不具有直视性。

2 仿真结果

天线驻波的仿真结果，如图2所示。天线谐振于2．4 GHz和5．8 GHz，实现双频工作。低端频段(驻波<2)为2．35～2．47 GHz，带宽约有120 MHz，覆盖了IEEE802．1lb／g的工作频段；高端频段为5．56～6．07 GHz，带宽约为510 MHz，覆盖了IEEE802．11 a的工作频段。

该天线的方向图，如图3所示。

由方向图可以看出该天线在y～z平面内的波束具有双指向性，主极化好，交叉极化小。

相比文献中的准八木天线，方向图具有双指向性，可以满足一些对波束指向有要求的应用。

3 结束语

文中设计了一种WIAN双频偶极子印刷天线，通过对双频印刷天线的仿真、优化，实现了WLAN标准的工作频段，方向图有一定的指向性，适用于对波束指向有一定要求的应用。该天线尺寸小，便于集成；性能好，满足无线局域网通信应用的要求。

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