面向2.4/6GHz无线局域网应用的可重构双频天线

苏展飞， 陈 明， 程丹丹

(西安邮电大学 电子工程学院，陕西 西安 710121)

0 引 言

随着移动数据使用的快速增长和物联网应用的快速扩展，以传统WiFi标准(802.11a/b/g/n/ac)运行的现有无线基础设施不足以应对连接的增加和带宽需求的提高。WiFi 6生态系统基于IEEE 802.11ax标准的WiFi 6是最新一代WiFi，旨在解决迫在眉睫的网络拥塞问题，同时创建支持新兴的多千兆位应用的高速公路。与WiFi 5(802.11ac)相比，WiFi 6可以更好地为大量WiFi设备提供服务，尤其是在城市中心，商场，机场，音乐厅和体育场等密集环境中。此外，向WiFi 6的转变包括上行链路和下行链路传输的数据速度和延迟的显著改善。WiFi 6带来了许多增强的功能，如1024—QAM和OFDMA，旨在达到高带宽、低延迟的使用。6 GHz WiFi：WiFi的下一个前沿领域，传统WiFi设备一直使用2.4 GHz和5 GHz频段1～3。现在，最新的WiFi 6支持2.4 GHz，5 GHz和待普及6 GHz频段，目前WiFi设备共享的2.4 GHz和5 GHz频段非常拥挤，由于无线连接和数据的增长，这些频段很快就会过载。解决这一挑战的方法是以全球统一频谱的形式提供6 GHz频段的WiFi。6 GHz WiFi将允许多个160 MHz信道在家庭和办公室实现下一波千兆应用，从而实现WiFi 6的全部潜力。此外，6 GHz频段与微波炉、无线耳机和无绳电话等其他无线电信号不存在干扰，6 GHz WiFi可以实现的各种新兴数据密集型应用包括：适用于家庭和企业的4 K/8 K视频分发、实时沉浸式游戏、虚拟/增强现实(VR/AR)、远程医疗、远程教育[4～8]。

1 天线设计

1.1 天线结构

天线的几何结构如图1所示。

图1 天线结构

该天线由三层基板、内贴片、外贴片、旋转结构和接地金属平面组成。如图1所示，图1(a)是天线的俯视图，图1(b)是天线的侧视图，底部基板和顶部基板均为FR4，厚度为Hs=0.8 mm，相对介电常数为4.4。……