淺談WLAN雙頻印刷天線

無線局域網(wǎng)絡(luò)(Wireless Local Area Networks； WLAN)是相當(dāng)便利的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，它利用射頻(Radio Frequency； RF)的技術(shù)，取代舊式礙手礙腳的雙絞銅線(Coaxial)所構(gòu)成的局域網(wǎng)絡(luò)，使得無線局域網(wǎng)絡(luò)能利用簡單的存取架構(gòu)讓用戶透過它，達(dá)到「信息隨身化、便利走天下」的理想境界。

對于局域網(wǎng)絡(luò)管理主要工作之一，對于鋪設(shè)電纜或是檢查電纜是否斷線這種耗時的工作，很容易令人煩躁，也不容易在短時間內(nèi)找出斷線所在。再者，由于配合企業(yè)及應(yīng)用環(huán)境不斷的更新與發(fā)展，原有的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)必須配合重新布局，需要重新安裝網(wǎng)絡(luò)線路，雖然電纜本身并不貴，可是請技術(shù)人員來配線的成本很高，尤其是老舊的大樓，配線工程費(fèi)用就更高了。因此，架設(shè)無線局域網(wǎng)絡(luò)就成為最佳解決方案。

文中設(shè)計了一種適用于WLAN系統(tǒng)的印刷偶極子天線。它通過印制在FR4介質(zhì)板上而成，尺寸為90mm×80 mm。

1 天線結(jié)構(gòu)

設(shè)計的雙頻天線結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

天線水平放置在x-z平面，圖1（a）中灰色部分為天線輻射部分，白色部分為介質(zhì)。圖1（b）中灰色部分為巴倫饋線，白色部分為介質(zhì)。天線由偶極子陣列組成，振子通過印制在相對介電常數(shù)為4．4、厚度0．8

mm的介質(zhì)板上實現(xiàn)。偶極子的長度和諧振頻率有關(guān)，長振子對應(yīng)低端頻段，短振子對應(yīng)高端頻段，因此該天線可以工作在2．4／5．8 GHz的雙頻段。一般常用的設(shè)計使用半波長或1／4波長作為天線的長度。

通過在Ansoft HFSS中建模、仿真優(yōu)化之后，得出天線的結(jié)構(gòu)尺寸(單位：mm)為：W1=4，W2=1，W3=7．4，W4=7，Ll=49，L2=9，L3=18．5，La=15．5，Lb=5。

無線橋接：當(dāng)有線連接太昂貴或者需要為有線連接建立第二條冗余連接以作備份時，無線橋接允許在建筑物之間進(jìn)行無線連接。802.11設(shè)備通常用來進(jìn)行這項應(yīng)用以及無線光纖橋。802.11基本解決方案一般更便宜并且不需要在天線之間有直視性，但是比光纖解決方案要慢很多。802.11解決方案通常在5至30mbps范圍內(nèi)操作，而光纖解決方案在100至1000mbps范圍內(nèi)操作。這兩種橋操作距離可以超過10英里，基于802.11的解決方案可達(dá)到這個距離，而且它不需要線纜連接。但基于802.11的解決方案的缺點是速度慢和存在干擾，而光纖解決方案不會。光纖解決方案的缺點是價格高以及兩個地點間不具有直視性。

2 仿真結(jié)果

天線駐波的仿真結(jié)果，如圖2所示。天線諧振于2．4 GHz和5．8 GHz，實現(xiàn)雙頻工作。低端頻段(駐波<2)為2．35～2．47 GHz，帶寬約有120 MHz，覆蓋了IEEE802．1lb／g的工作頻段；高端頻段為5．56～6．07 GHz，帶寬約為510 MHz，覆蓋了IEEE802．11 a的工作頻段。

該天線的方向圖，如圖3所示。

由方向圖可以看出該天線在y～z平面內(nèi)的波束具有雙指向性，主極化好，交叉極化小。

相比文獻(xiàn)中的準(zhǔn)八木天線，方向圖具有雙指向性，可以滿足一些對波束指向有要求的應(yīng)用。

3 結(jié)束語

文中設(shè)計了一種WIAN雙頻偶極子印刷天線，通過對雙頻印刷天線的仿真、優(yōu)化，實現(xiàn)了WLAN標(biāo)準(zhǔn)的工作頻段，方向圖有一定的指向性，適用于對波束指向有一定要求的應(yīng)用。該天線尺寸小，便于集成；性能好，滿足無線局域網(wǎng)通信應(yīng)用的要求。