在GSM短短幾年的發(fā)展中，GSM900MHz成為數(shù)字網(wǎng)的主導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)，絕大部分的GSM運營商都選擇了900MHz的頻段。目前GSM900頻率資源日益匱乏，已成為手機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一個瓶頸。1992年，ESTIMOV推薦了個人通信網(wǎng)（PCN）方案。這種起初稱作DCS1800的系統(tǒng)因其技術(shù)與GSM900非常類似，后改稱GSM1800.GSM雙頻網(wǎng)實際上就是GSM兩個頻段數(shù)字移動通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的疊加。雙頻手機(jī)的優(yōu)勢是可在用戶無察覺的狀態(tài)下，在900MHz和1800MHz兩種網(wǎng)絡(luò)間自動選擇通暢的服務(wù)信道并自動切換，從而避免了掉話現(xiàn)象。即使在信號較弱，雙頻手機(jī)也能有較好的通話質(zhì)量。

　　微帶天線由于重量輕、低剖面、體積小等優(yōu)點，使得其受到了廣泛的關(guān)注。

　　1 天線的結(jié)構(gòu)和設(shè)計

　　天線的基本結(jié)構(gòu)如圖1 所示，整個天線制作在40 ×40 mm2 的泡沫塑料板上，介質(zhì)板的高度為5 mm,E 形微帶貼片和微帶偶極子貼片的厚度均采用0. 2 mm的銅皮，接地板采用0. 2 mm 的銅皮，以確保天線有足夠的支撐強度。

　　圖1 天線的基本結(jié)構(gòu)

　　從圖1 可以看出，天線的基本結(jié)構(gòu)由E 形微帶貼片和微帶偶極子組成。E 形微帶貼片的兩個端臂等長，中間為同軸饋電端口。電波通過饋電端口均勻地分布在E 形微帶貼片和偶極子上，使得貼片產(chǎn)生兩個諧振頻率。耦合縫隙t、寬度W2、W1 和W 決定偶極子的輻射，產(chǎn)生低頻段的諧振頻率。E 形微帶天線產(chǎn)生天線的高頻段的諧振頻率，偶極子微帶天線諧振在低頻段，2 個輻射源共用一個同軸饋電。

　　圖2 給出了所設(shè)計天線的電流分布。從圖2（ a）可以看出，電波通過嵌入E 形微帶貼片的連接傳輸線引導(dǎo)和縫隙t 的耦合作用，在偶極子上產(chǎn)生了很強的輻射，使得微帶偶極子的帶寬增加，從而滿足IEEE 802. 11b/ g 的通信需求。從圖2（ b） 可以看出，電流均勻地分布在E 形微帶貼片的兩臂上，增加了電流的分布長度，使得E 性天線有很大的帶寬，可以滿足5. 1~ 5. 825 GHz 無線通信的需求。

　　圖2 天線的電流分布

　　2 仿真結(jié)果與分析

　　根據(jù)以上的分析，采用E 形微帶貼片天線和微帶偶極子組合的結(jié)構(gòu)，對工作在2. 4~ 2. 483 GHz和5. 1~ 5. 825 GHz的WLAN 天線進(jìn)行設(shè)計、仿真和優(yōu)化。

　　采用電磁仿真軟件CST 進(jìn)行建模仿真，考慮到仿真與實際工程的一致性，在建模的時候把輻射片與接地板之間的介質(zhì)板的介電常數(shù)直接設(shè)置為1 07.仿真得到的兩個諧振點的頻率為2 44 GHz和5 46 GHz.仿真結(jié)果如表1 所示。

　　從表1 中可以看出，天線在2 個諧振點有較高的輻射效率和增益。由于W1 和W2 是偶極子天線的寬度和偶極子天線的饋電傳輸線寬度，t 為E 形微帶貼片與偶極子微帶貼片之間的耦合縫隙，因此對W1、W2 和t 進(jìn)行優(yōu)化，不同寬度情況下的回波損耗曲線如圖3~ 圖5 所示。從圖3 上可以看出，當(dāng)調(diào)整W1 時，天線的低頻段將隨著W1 的增大，天線的頻率有所升高。從圖4 上可以看出，當(dāng)調(diào)整W2 時，偶極子天線與E 形微帶貼片之間的耦合電容和饋電傳輸線的阻抗發(fā)生了變化，使得天線的諧振點發(fā)生偏移，當(dāng)在W1= 6. 5 mm,W2= 1. 9 mm 時，天線的諧振阻抗帶寬，天線的諧振頻率為2. 44 GHz 和5. 46 GHz,帶寬分別為83MHz 和812MHz.

　　天線方向參數(shù)的仿真結(jié)果

　　從圖5 上可以看出，E 形微帶貼片與微帶偶極子天線之間的縫隙t 在間距大于1. 5mm 時，對天線的工作帶寬影響較小。從圖4 還可以看出，天線的高頻段基本上是獨立的，受嵌入的饋電傳輸線的影響不大，因此該雙頻天線可以分別獨立設(shè)計。

　　圖3 W1 對天線的參數(shù)的影響

　　圖4 W2 對天線的參數(shù)的影響

　　圖5 t 對天線參數(shù)的影響

　　2 個諧振點的輻射方向圖如圖6 所示。由于該天線有很好的對稱特性，因此方向圖呈現(xiàn)較好的全向特性。從仿真的結(jié)果可以看出，所設(shè)計的天線在諧振帶寬內(nèi)有很好的匹配，并且高低頻段可以控制，可以實現(xiàn)各頻段獨立設(shè)計，給工程實踐提供很好的參考。提出的寬頻帶小型化雙頻帶天線與以前提出的相似類型的天線相比，采用E 形微帶貼片天線和微帶偶極子天線組合的方式，易于實現(xiàn)。

　　圖6 天線的輻射方向圖

　　3 結(jié)束語

　　通過E 形微帶貼片天線與微帶偶極子天線組合的方法，給出了一種新型的雙頻平面寬頻帶天線的結(jié)構(gòu)和設(shè)計方法。