基于WLAN應(yīng)用的非均勻彎折線單極子天線

圖3(a)顯示了當(dāng)W2=1 mm時，天線f2／f1隨著W1的變化情況?？梢钥闯觯S著W1的增加，f2／f1逐漸減小，兩個諧振頻率逐漸靠近，并且在不同的W3下幾乎保持著幾乎相同的減小速率。
圖3(b)顯示了W3=1 mm時，天線f2／f1隨W1的變化情況?？梢钥闯?，隨著W1的增加，f2／f1逐漸減小，但隨著W2的增大，f2／f1減小的速率逐漸變小，最后幾乎保持不變。
圖3(c)顯示了W1=2 mm時，天線f2／f1隨W2的變化情況。在W3較小時，隨著W2的增加，f2／f1先是呈現(xiàn)增大趨勢；而后，當(dāng)W3增大到某一值時，f2／f1幾乎不隨W2的變化而變化；最后，隨著W3的繼續(xù)增大，f2／f1又呈現(xiàn)減小趨勢。
圖3(d)顯示了W3=2 mm時，天線f2／f1隨W2的變化情況?？梢钥闯觯赪1較小時，f2／f1先是呈現(xiàn)減小趨勢；而后，當(dāng)W1增大到某一值時，f2／f1幾乎不隨W2的變化而變化；最后，隨著W1的繼續(xù)增大，f2／f1又呈現(xiàn)增大趨勢。
圖3(e)顯示了W1=1 mm時，天線f2／f1隨W3的變化情況。隨著W3的增加，f2／f1逐漸增加，并且隨著W2的增加，f2／f1增加速率逐漸減小。
圖3(f)顯示了W2=1 mm時，天線f2／f1隨W3的變化情況。隨著W3的增加，f2／f1逐漸增加，并且在不同的W1取值下，基本保持相同的增加速率。
彎折線的線寬對天線f2／f1的影響，可以理解為改變彎折節(jié)的線寬就改變了第一和第二諧振模式的輻射電流分布狀態(tài)，進而改變這兩個模式下輻射元的有效電長度，就造成了f2／f1的變化。W1和W3的作用正好相反，隨著W1的增加，f2／f1減??；隨著W3的增加，f2／f1增加；W2的作用正還處在W1和W3之間。根據(jù)上面的討論可以得到，改變彎折線中天線各彎折節(jié)的線寬，可以實現(xiàn)對f2／f1的調(diào)整。
1．2 耦合貼片幾何參數(shù)對天線性能的影響
圖4(a)顯示了耦合貼片的寬度(WB)分別取5 mm，7 mm，9 mm，11 mm和13 mm時，天線的回波損耗仿真曲線。耦合貼片的寬度對天線諧振性能的影響主要集中在高頻段。隨著耦合貼片寬度的增加，由耦合貼片產(chǎn)生的諧振模式匹配特性變好，同時本征高次模式向低頻移動并逐漸消失。

圖4(b)顯示了耦合貼片長度(LB)分別取7 mm，9 mm，11 mm，13 mm和15 mm時，天線的回波損耗仿真曲線。隨著耦合貼片長度的增加，天線的最低諧振模式向低頻移動，同時匹配特性變好，但是阻抗帶寬減小。對于高頻段，當(dāng)LB的取值小于9 mm時，耦合貼片產(chǎn)生的諧振模式并沒有出現(xiàn)，出現(xiàn)這種情況的原因可能是由于耦合貼片產(chǎn)生的諧振模式與本征高次模式重合。隨著LB繼續(xù)增加，耦合貼片產(chǎn)生的諧振模式出現(xiàn)并向低頻方向移動，同時高頻段的兩個模式漸漸遠離。
圖4(c)顯示了耦合貼片距接地板高度(HB)分別為1 mm，2 mm，3 mm，4 mm和5 mm時，天線的回波損耗仿真曲線。從圖中可以看出，所有諧振模式都向低頻方向移動。當(dāng)耦合貼片距接地板高度為2～3 m之間時，高頻段出現(xiàn)兩個諧振模式；隨著耦合貼片距接地板高度繼續(xù)增加時，高頻段的兩個諧振模式遠離，同時匹配特性變差。
從上面的討論可以得到，耦合貼片對天線性能的影響主要集中在高頻段。合理選擇耦合貼片的幾何尺寸和距接地板的高度，可以在不影響天線第一諧振模式的基礎(chǔ)上，改善第二諧振模式的匹配特性，并擴展阻抗帶寬。

2 天線實際測試結(jié)果
在綜合考慮阻抗帶寬和輻射特性的基礎(chǔ)上，得到了以下的最優(yōu)化天線幾何參數(shù)，其中L=29 mm，L1=6 mm，L2=6 mm，L3=6．5 mm，W1=3 mm，W2=1 mm，W3=2．5 mm，S1=S2=S3=1 mm，LB=11 mm，WB=9 mm，WG=26 mm，HB=3 mm，LG=7 mm，LMS=10 mm。天線實物如圖5所示。