基于CC2430芯片的2.4 GHz微带天线设计

杨永侠，杨 琳

(西安工业大学电子信息工程学院，陕西西安 710032)

随着科学技术的发展，无线传感网络越来越多地被应用于工业生产、安全监测等领域。对于一个无线系统来说，能正确地发送和接收信息是最基本的要求。天线作为无线通信中不可缺少的部分就是用来发送和接收电磁波，对无线系统起着非常重要的作用。而常用无线传输模块中的直立式天线体积太大。为解决这一问题，文中选择使用微带天线，不仅可以减小无线传输设备的体积，也可降低设备功耗、降低成本。文中以CC2430射频芯片的WSN节点为对象，完成基于CC2430芯片的2.4 GHz微带天线的设计，从而为构成小体积、低功耗的WSN测控系统节点基本硬件奠定了基础。详细论述微带天线设计原理、设计过程以及阻抗匹配方案。

1 天线类型的选择

1.1 微带天线的辐射原理

微带天线即在有金属接地板的介质基片上沉积或贴附所需形状导体贴片构成的微波天线，如图1所示。通常通过微带传输线或者同轴探针馈电，使导体贴片与接地板之间激励起高频电磁场，并通过贴片四周与接地板之间的缝隙向外辐射电磁波[1-2]。

图1 微带天线

1.2 参数要求

文中对天线的要求是工作在2.4 GHz，增益达到3 dB，方向性系数达到5.03 dB，阻抗能达到匹配，天线尺寸在5 mm×7 mm以内。

1.3 天线形状的选择

贴片形状多种多样，其中圆形微带天线的波瓣宽度较矩形的窄，但方向性系数几乎相同[3]。矩形微带天线所要求辐射元面积较圆形微带天线大，但经过计算，矩形贴片所需的尺寸在可以满足要求的范围内，而且矩形微带天线的效率、宽度都优于圆形微带天线[4]。……