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1、平板WIFI定向天线的研究(无线电通信技术杂志)2015年第二期天线模型构建及分析设计的平板定向天线构造如图所示,天线的构造为上下重叠却不接触块平板,材料选定为铜。上面较小的铜片作为天线的辐射面,长为,宽为;下面较大的铜片作为天线的接地面,长为,宽为。辐射片与接地片中间间隔为使用不导电的介质作为支架,天线端口长为,宽为。设计要求天线能工作在附近,谐振点回波损耗小于,辐射功率前后比到达。由此可知,随着上下板间距的增大,天线的回波损耗变小,且工作中心频率向低频端移动;随着的增大,即接地面面积的增大,天线的回波损耗变小,中心频率向低频端移动;随着的增大即辐射面面积的增大,天线回波损耗数值变大,但中心
2、频率较大幅度地向左侧偏移;的变化对天线特性的影响不明显。通过上面的数值分析,把握了天线几何尺寸对阻抗匹配特性的影响,再考虑到天线定向辐射强度分布的要求,可借助于进行全面优化,得到能够知足天线设计要求的最终尺寸为:、及。在此尺寸下频率的辐射方向图如图所示,在平面内,定向辐射明显,最大辐射指向的方向,最大增益到达;在平面的方向,存在不对称的较小辐射,但相对于方向的辐射,数值很小。天线模型制作与测量天线模型采用厚铜皮制作,用同轴线馈电,如图所示。天线回波损耗通过矢量网络分析仪进行测量。为便于分析,将测量数据与最终尺寸的仿真数据进行比拟,如图所示。能够看出,天线的回波损耗测试结果与仿真结果存在少量偏差
3、,但总体吻合,测量值在频率左右得到的回波损耗最小,即匹配程度最佳。由于在中频段范围在内,所以该实验结果符合天线的设计要求。将制作的天线与无线路由器连接,在笔记本电脑上安装检测软件,利用笔记本电脑的无线上网功能在户外开阔地带可定量测量天线的辐射特性。经过归一化处理后所得的测试结果如图所示。由图可知,天线在时增益最大,且辐射的分布特性与仿真结果具有较好的一致性。结束语所构建的平板天线构造简单,使用方便,在频率范围具有较强的定向辐射能力,且匹配性能良好。通过仿真计算和模型测试,在一定误差范围验证了两者结果的一致性。由于天线具有构造简单、调整方便和造价低廉等突出优点,因而在天线工程中具有一定应用价值。