采用寄生单元三频手机天线设计.pdfVIP

第33卷第5期 杭州电子科技大学学报 V01．33。No．5 2013年10月 JoemaldHm咖DiandUnivemty． Oct．2013 dei：10．3969／j．isen．1001-9146．2013．05-011 采用寄生单元的三频手机天线设计 马晓洋，项铁铭 (杭州电子科技大学天线与微波技术研究所，浙江杭州310018) 摘要：该文．设计了_．阿低剖面、绵陶紧凑的平面围F型三频手饥天线，通过采用黜0Ⅱ寄生单元增加天线 的带宽，使天线完全覆盖Gs姗0、DCSl800和FCSl 900频段，且增益大于0血，满足无线通信系统对频 段和带宽的要求。与传统的PWA天线相比有更宽的带宽，在宽带通信系统中有獭好的应用前景。 关键词：平面倒F型天线；寄生单元；三频手机天线 中圈分类号：TN82 文献标识码：A 文章编号：1001—9146(2013)05—0039—03 0引言 近年来，便携式无线终端设备以惊人的速度不断发展。在给人们生活带来便利的同时，也给天线设计 带来了诸多的挑战。低剖面、紧凑型、多频带天线逐渐成为未来移动终端天线的发展趋势Ⅲ。平面倒F型 天线(PlaI娜Inverted—FAntenna，P玎队)结构简单紧凑，并且背向辐射小，因此多用作移动终端天线。但 PIFA天线窄的频带特性也给天线设计者带来诸多困扰忙J。添加匹配电路可以通过调整阻抗匹配来拓展 PIFA天线的带宽，但手机天线效率本来就不高的情况下，添加匹配电路又带了额外的损耗[3】。本文设计 了一种采用附加寄生单元的PIFA天线，通过寄生单元与主贴片之间的耦合，增强了天线的辐射特性。调 800和PCSl 整寄生单元的长度、宽带和距离，天线可完全覆盖GsM900、DCSl 900频段，且增益大于0dB。 1分析与设计 1．1含有寄生单元的P1FA天线的辐射原理 含有寄生单元的PIFA型天线可以分为馈电激励单元和耦合寄生单元两部分。受激单元被馈电后 向空间辐射电磁波，使寄生单元中产生感应电流从而产生辐射，寄生单元相对于受激单元的电流幅度及 相位关系依赖于该寄生单元的调谐。 假设单元1为寄生单元，单元2为受激单元，贝Ⅱ单元间的电路关系如下： 0=1121l+12212 (1) V2=11221+12222 (2) 由式1、2得： 。 ．t_L=me睁=一z，q_．2 (3) 阻抗，Z。。=R，。+jx，。为寄生单元的自阻抗。 由式3可以看出，寄生单元上感应电流的幅度和相位取决于寄生单元本身的自阻抗和它与受激单 收稿日期：2013—0r7—20 作者简介：马晓洋(1987一)，男，河南宝丰人，在读研究生，天线与微波电路． 杭州电子科技大学学报 2013年 元之间的互阻抗。所以调节寄生单元的尺寸及与受激单元之间的距离可以改变互阻抗，从而改变天线 的输入阻抗，达到扩展天线带宽的目的HJ。 1．2天线的设计 天线的俯视图和侧面图如图1、2所示。图1右侧贴片为传统的G形双频PIFA天线即馈电激励单 元，左侧为L形附加寄生贴片即耦合寄生单元。图2中，天线采用双层介质结构分别为高度0．8mm的 FR4层和高度6．2mm的空气层，并用50Q的微带线馈电。 15