王双凤,黄 英,肖贞杰

(合肥工业大学 电子科学与应用物理学院,安徽 合肥 230601)

0 引 言

随着无线通信技术在物联网领域的迅速发展,无线温度传感器的应用逐渐得到了普及,而无线温度传感器中的天线是无线通信系统中最不可或缺的部分,在一定程度上,天线性能的好坏将直接影响着收发信号的准确率和速率。当前在无线温度传感器方面[1-2],单极子天线的应用较少,然而随着无线温度传感器的逐步小型化,单极子天线的体积小、频带宽、制作简单等特点满足了应用设备对天线的尺寸、多频段、宽频带的要求[3-6]。因此,多频段单极子天线是本文的研究主题。

目前国内外对多频段单极子天线的研究仍在持续。文献[7]设计了一种覆盖0.9、1.8、2.3、2.6 GMHz的多频段单极子天线,但是未覆盖到无线温度传感器在2G模式下所需要的PCS1900频段;文献[8]中天线覆盖的频段有GSM(1.77～1.84 GHz)、Bluetooth(2.38～2.49 GHz)和UWB(3.1～10.6 GHz),也未包含PCS1900频段;文献[9]设计的天线覆盖了2G/3G/4G频段,但天线占用区域达136×70 mm2,面积过大;文献[10]、文献[11]中的多频带单极子天线分别覆盖了1.8、3.5、5.2 GHz和0.8、1.8、3.5 GHz等频段,但均未覆盖PCS1900频段,不满足无线温度传感器在2G模式下的频段需求。

针对以上多频段单极子天线的不足,本文设计了一种用于无线温度传感器的多频段单极子天线,该天线体积较小,采用多分支技术结构,覆盖的多频段有1 600～2 100 MHz(包含DCS1800:1 710～1 880 MHz、PCS1900:1 850～1 990 MHz)和4.6～5.2 GHz。对该天线实物进行了测试,测试结果与仿真效果较为一致,符合无线温度传感器天线的要求,具有一定的实际意义。

1 天线的模型构成

因为天线接收信号的性能强弱是由天线的匹配程度决定的,所以为了设计好的天线,工程师们会通过各种方法为天线进行系统匹配。……