PDF《一种新式小型多频段终端天线》

149 2010年第08期,第43卷通信技术Vol.

43,No.08,2010 总第224期Communications Technology No.224,Totally 一种新式小型多频段终端天线 李时良 ① , 冯正和 ② (①中国空间技术研究院第

503 所,北京 100086;

②清华大学 电子工程系,北京 100084) 【摘要】在对终端天线进行研究的基础上,设计了一种新颖的小型单馈电点平面倒 F 天线.该天线可工作在 GPS (1 575.42 MHz)、DCS(1 710~1

880 MHz) 、PCS(1 850~1

990 MHz) 、UMTS(1 920~2

170 MHz)以及 WLAN(2 400~2

480 MHz) 等五个主要的无线通信频段.根据仿真设计结果加工了实物模型,进行了天线性能测量,并对天线安装在载体上的实际性能 进行了测量,给出了测试方向图.实验结果表明,该天线完全适用于多频段无线通信系统. 【关键词】终端天线;

高频结构仿真;

多频段;

平面倒 F 天线 【中图分类号】TN822 【文献标识码】A 【文章编号】1002-0802(2010)08-0149-03 A Novel Compact Mltiband Antenna for Terminal Application LI Shi-liang ① , FENG Zheng-he ② (①No.503 Institute, China Academy of Space Technology, Beijing 100086, China;

②Department of Electronic Engineering , Tsinghua University, Beijing 100084, China) 【Abstract】Based on study of the internal antenna for terminal applications, a novel compact single-feed multiband Planar inverted F-antenna (PIFA) is proposed, which could work in five bands, including GPS(1575.42MHz), DCS (1710 MHz -1880MHz) , PCS (1850 MHz -1990MHz) , UMTS (1920 MHz -2170MHz) and WLAN (2400 MHz -2480MHz) , respectively. In the light of simulation result, a prototype is coustructed and its performance is tosted. For the practical use, the presence of the carrier is considered, the radiations patterns of the influence are measured, these show that this type of PIFA is suitable for multiband wireless personal communications applications. 【Key word】terminal antenna;

high frequency structure simulator(HFSS);

multiband;

planar inverted-F antenna (PIFA)

0 引言 无线通信多业务的发展推动了现代通信终端天线向小 型化、多功能(多频段、多极化和多用途)的方向发展,设 计小型化多功能天线已成为当前天线研究的重点.大多数的 移动终端天线都安装在一个空间有限的载体上,因此载体对 天线的影响性能的影响也都正成为人们研究的一个热点. 从终端天线所采用的天线技术来看, 终端天线早已从传统 的天线设计进入多种结构、多种材质、特性多样化的新型的天 线设计领域.在众多的终端天线中,通常采用的方案有贴片天 线[1] 、平面倒F天线(PIFA)[2-3] 和单极天线[4-5] 这3种.在现代 无线通信商业应用中, PIFA是应用最为广泛的一种内置终端天 线,主要是由于PIFA的结构尺寸较小,易于与终端设备组装. 另一方面,PIFA最重要的是其双极化特性,这是终端设备对天 线的一项重要指标要求, 这意味着天线可以接受任意方向上的 来波信号.另外,PIFA实现宽频带和多频段的方式主要有表面 开槽、探针加载、采用折叠形贴片和耦合馈电等[1-4] . 现在对终端天线研究的基础上,设计了一种新颖的小型 单馈电点平面倒F天线.利用商业软件 Ansoft HFSS 进行了 天线模型的计算仿真, 使天线能覆盖GPS、 DC、 PCS、 UMTS 以及WLAN等多个频段,满足不同实际应用的需求.根据仿 真结果对天线进行了试验件加工,并进行了电性能测试,另 外将天线安放在载体上进行了辐射方向图的测试.