基于开口缝隙印制天线的分析设计

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印制缝隙天线以其低剖面易集成等特点在现代无线通信系统,尤其是移动终端中得到广泛应用。本文以开口缝隙天线为基本单元,对其馈电方式的影响进行了讨论后,构建一种三频缝隙天线和一种四端口缝隙天线,以适用于移动终端或室内基站系统的应用。对于开口缝隙天线,尤其是窄基板缝隙天线,其馈电方式易于影响天线的辐射特性。当采用微带线对开口缝隙天线进行耦合馈电时,受限于基板宽度的限制,终端短路微带线能在保持缝隙天线性能的前提下进行有效激励。而同轴线馈电时,当同轴线内导体与缝隙长度方向呈45°倾角时,易于实现谐振辐射的调整。上述两种馈电方式均能保证缝隙天线具有较高的辐射场极化纯度。而直接利用SMA接头对开口缝隙馈电,虽然有助于简化天线的结构,但降低了缝隙天线的极化纯度。通过对窄缝隙辐射元的缝隙枝节再加载,可实现多频缝隙天线结构。而减半处理,对减半后的缝隙结构利用槽线馈电,可在减少天线尺寸并保持天线特性的前提下实现多频特性。基于此构建的天线可工作于WLAN和WIMAX的三个频段。相对于缝隙枝节直接加载于馈线位置,本设计天线通过缝隙间的多腔耦合作用,提高了各频段的工作带宽。利用依次正交的四个开口缝隙元构成平面四端口天线。由于极化的不同,其中相隔的两个缝隙元间的端口隔离度要小于相邻的两个开口缝隙,虽然相邻两缝隙的间距要小于相隔的两缝隙。为进一步提高各端口间的隔离度,在天线面金属层的中间部分引入“十”字形闭合缝隙,利用其带阻谐振特性以减少各端口天线间的耦合电流。基于此构建的可工作于2.26~2.63GHz频带天线,其端口间的隔离度均大于24dB。
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