[发明专利]一种加载双频AMC反射板的高增益G形双频单极子天线

说明书

技术领域

本发明提供了一种应用于WLAN系统中的2.4-GHz系统（2.4GHz-2.48GHz）及5.2-GHz系统（5.15GHz-5.35GHz）的高增益单极子天线，属于电磁传播与接收的技术领域。

背景技术

近年来无线局域网技术发展迅速，WLAN系统中的2.4-GHz及5.2-GHz系统应用广泛。印刷单极子天线由于其价格低廉，重量轻便，易于制作，广泛应用于无线通信中。同时，电磁带隙（Electromagnetic Band Gap，EBG）结构可用于改善天线性能。因此，研究加载EBG结构的双频印刷单极子天线具有很大的应用前景。

1．WLAN系统

无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，能够实现短距离无线通信。它利用无线射频技术在空气中传播数据、语音和视频信号，取代旧式的双绞线构成的局域网络，实现网络的无线延伸。近年来，随着手机、笔记本电脑以及各种手持设备的发展，无线局域网技术由于其无线便捷的特点发展迅速。IEEE802.11是如今无线局域网通用的标准，主要使用的频段包含2.4-GHz频段（2.40GHz-2.48GHz）和5.2-GHz频段(5.15GHz-5.35GHz)（文献1，Crow B.P.,Mitre Corp.,Widjaja I.,Jeong Geun Kim,Sakai P.T.IEEE802.11Wireless Local Area Networks.IEEE Communications Magazine,September1997），此频段属于ISM(Industrial Scientific Medical，ISM)频段，无需授权，只需要满足一定的发射功率，不对其他频段造成干扰即可。因此，随着各种智能手机及移动设备的发展，无线局域网技术将有很大的应用空间。

2．印刷单极子天线

印刷单极子天线是由单极子天线发展而来，采用印刷电路板（Printed Circuit Board，PCB）技术，实现单极子天线的平面化。平面印刷单极子天线具有价格低廉、重量轻便、易于制作的优点，同时易于集成，这在集成度越来越高的电子设备中具有很大的优势。目前印刷单极子天线辐射主体形状各异，有铁钩形、直条形、倒F形等等。

随着WLAN系统的发展，目前亟需设计适用于WLAN系统的双频或多频单极子天线。目前已经提出了一种平面倒F双频天线（文献2，Yen-Liang Kuo,Tzung-Wern Chiou,Kin-Lu Wong.A Novel Dual-Band Printed Inverted-F Antenna.Microwave and Optical Technology Letters,December2001）。这种天线需要一根导体柱用于连接辐射体和地面，这无疑增加了天线的复杂程度和制作成本。一种双T形结构的单极子天线在文献中提出（文献3，Yen-Liang Kuo,Kin-Lu Wong,Printed Double-T Monopole Antenna for2.4/5.2GHz Dual-band WLAN Operations.IEEE Transactions on Antennas and Propagation,September2003），该天线结构简单，工作在2.4GHz和5.2GHz双频段，具有较好的辐射特性，但是在两个频段内的增益不高。

本发明采用了一种G形印刷单极子天线（文献4，Chien-Yuan Pan,Chien-Hsiang Huang,and Tzyy-Sheng Horng.A New Printed G-shaped Monopole Antenna for Dual‐band WLAN Applications.Microwave and Optical Technology Letters,May2005），该天线结构紧凑，工作在WLAN频段中的2.4GHz和5.2GHz频段，带宽较大，为了在两个中心工作频点2.45GHz和5.25GHz获得更一致的阻抗匹配，对文献4中的天线结构进行了部分修改。与文献3中的双T形单极子天线一样，G形单极子天线在两个频段内的增益并不高。

为了改善天线在双频段的增益，本发明采用了加载双频反射板的方法，并对加载反射板前后的天线在双频段内的性能做了比较。

3．EBG结构在天线中的应用

a.EBG结构的概念及其特性