868 MHz或915 920 MHz的微型螺旋PCB天线
Miniature Helical PCB Antenna for 868 MHz or 915/920 MHz
By Richard Wallace
Keywords
? Miniature Helical PCB Antenna ? Optimized for compact designs ? 868 or 915/920 MHz ISM Bands
? CC11xx ? CC12xx
1 Introduction
This document describes a compact PCB
helical antenna that has been specifically designed for 868 MHz or 915/920 MHz ISM bands.
The PCB helical antenna requires two matching components for matching to a 50-ohm load.
When a large PCB area (38 mm x 24 mm) is available for the antenna then the recommended antenna is DN024 [1] since the impedance is closer to 50 ohm without any external matching components (868 MHz: 30+j11; VSWR 1.8) and the bandwidth is around 90 MHz. The miniature PCB helical antenna is more compact (19 mm x 11 mm) with approximately quarter of the size of the DN024 [1] but requires matching components since the impedance is far from 50 ohms (868 MHz: 10-j88; VSWR 22).
When the miniature helical antenna is matched then the bandwidth is around 40 MHz and has similar efficiency as DN024 [1] antenna when measured on the TRXEB platform.
All measurement results presented in this document are based on measurements performed on the CC110L EM Rev 1.0 Reference Design [3], shown in Figure 1.
Figure 1. CC110L EM 868 / 915 MHz
Table of Contents
KEYWORDS (1)
1INTRODUCTION (1)
2ABBREVIATIONS (2)
3ANTENNA DESIGN (3)
3.1P HYSICAL D IMENSIONS (3)
3.2A NTENNA M ATCH N ETWORK (4)
3.3A NTENNA B ANDWIDTH M EASUREMENT (7)
3.4A NTENNA OTA M EASUREMENT (7)
3.4.1868 MHz OTA Measurement Summary (7)
4CONCLUSION (9)
5REFERENCES (10)
6GENERAL INFORMATION (10)
6.1D OCUMENT H ISTORY (10)
7APPENDICES (11)
7.1CTIA OTA R EPORT –868MH Z (A NTENNA MATCHED AT 868MH Z) (11)
7.1.1OTA Evaluation Results (11)
7.1.2RP_868.000_tot (12)
7.1.3RP_868.000_hor (13)
7.1.4RP_868.000_ver (14)
7.1.5Theta = 0, Phi = 0 (15)
7.1.6Theta = 180, Phi = 0 (15)
7.1.7Theta = 90, Phi = 0 (16)
7.1.8Theta = 90, Phi = 180 (16)
7.1.9Theta = 90, Phi = 270 (17)
7.1.10Theta = 90, Phi = 90 (17)
7.2CTIA OTA R EPORT –915MH Z (A NTENNA MATCHED AT 868MH Z) (18)
7.2.1OTA Evaluation Results: (18)
7.2.2RP_915.000_tot (19)
7.2.3RP_915.000_hor (20)
7.2.4RP_915.000_ver (21)
7.2.5Theta = 0, Phi = 0 (22)
7.2.6Theta = 180, Phi = 0 (22)
7.2.7Theta = 90, Phi = 0 (23)
7.2.8Theta = 90, Phi = 180 (23)
7.2.9Theta = 90, Phi = 270 (24)
7.2.10Theta = 90, Phi = 90 (24)
2 Abbreviations
ANT Antenna
CTIA Cellular Telephone Industry Association
DC Direct Current
EM Evaluation Module
ETSI European Telecommunications Standards Institute
FCC Federal Communications Commission
FR4 Material type used for producing PCB
ISM Industrial, Scientific, Medical
NM Not Mounted
OTA Over The Air
PCB Printed Circuit Board
SRD Short Range Devices
TRP Total Radiated Power
TRXEB Evaluation Board
3 Antenna Design
3.1 Physical Dimensions
Figure 2. Top Layer Layout
Figure 3. Zoom of Top and Bottom Layer Layout with Via Markings
Table 1. Antenna Dimensions
Top layer is shown in blue and the bottom layer is shown in red for Figure 2 and Figure 3. The “X” mark ers indicate via positions which route between the top and bottom layers.
PCB board thickness for the CC110L EM 868 / 915 MHz reference design [3] is 0.8 mm. Another PCB thickness can be used but then the antenna match must be re-calculated.
Dimensions for the antenna can be found in Table 1 and the gerbers for the antenna design are also available for 868/915 MHz [3]
3.2 Antenna Match Network
There are several ways to tune an antenna to achieve better performance. For resonant antennas the main factor is the length. Ideally the frequency which gives least reflection should be in the middle of the frequency band of interest. Thus if the resonance frequency is too low, the antenna should be made shorter. If the resonance frequency is too high, the antenna length should be increased.
Even if the antenna resonates at the correct frequency it might not be well matched to the correct impedance. Size of ground plane, distance from antenna to ground plane, dimensions of antenna elements, feed point and plastic casing are factors that can affect the impedance. Since the impedance will change depending on several parameters; with a pi-network as illustrated in Figure 4, the antenna match can always be restored to a 50 ohm match. Only two of the components (ANT2 + (ANT1 or ANT3) ) are required to match the impedance to 50 ohm depending on the start impedance. For the PCB helical antenna at 868 / 915 MHz, only ANT2 and ANT3 are required.
Figure 4. Antenna Match Network
Figure 5. Start Impedance with 0-ohm (ANT2) Resistor in Antenna Match
The impedance of the PCB helical antenna is far from 50 ohm without the antenna matching network so the matching network acts as a load and matching network for the antenna. The impedance of the antenna can be seen in Figure 5 when ANT2 is set to 0 ohm.
Figure 6 shows the theoretical load and match to at 868 MHz. The Smith diagram shows a shunt component of 11.4 nH (ANT3) and a series capacitor of 1.0 pF (ANT2). ANT1 component is not required and can be left open. 11.4 nH value does not exist so a 12 nH is
used instead.
Figure 6. Theoretical Antenna Match
Assembling ANT2 (1.0 pF) and ANT3 (12 nH) based on the theoretical calculated match, then the impedance can be re-measured and a good match is measured and can be seen in Figure
7.
Figure 7. With Antenna Match Components - ANT2: 1.0 pF and ANT3: 12 nH
3.3 Antenna Bandwidth Measurement
Figure 8. Bandwidth Measurement at VSWR 2
As can be seen from Figure 8, the bandwidth is 40 MHz with a VSWR 2 and 68 MHz with a VSWR 3.
3.4 Antenna OTA Measurement
The conducted output power from the radio is 0 dBm and the results shown in section 3.4.1 show the performance of the antenna of the CC110L EM 868 / 915 MHz on the TRXEB platform.
3.4.1 868 MHz OTA Measurement Summary
Total Radiated Power -1.83 dBm
Peak EIRP 2.33 dBm
Directivity 4.16 dBi
Efficiency -1.83 dB
Efficiency 65.55 %
Gain 2.33 dBi
NHPRP 45° -4.06 dBm
NHPRP 45° / TRP -2.23 dB
NHPRP 45° / TRP 59.86 %
NHPRP 30° -5.89 dBm
NHPRP 30° / TRP -4.05 dB
NHPRP 30° / TRP 39.32 %
NHPRP 22.5° -7.26 dBm
NHPRP 22.5° / TRP -5.42 dB
NHPRP 22.5° / TRP 28.69 %
UHRP -4.91 dBm
UHRP / TRP -3.07 dB
UHRP / TRP 49.28 %
LHRP -4.78 dBm
LHRP / TRP -2.95 dB
LHRP / TRP 50.72 %
Front/Back Ratio 2.52
PhiBW 332.2 deg
PhiBW Up 238.7 deg
PhiBW Down 93.4 deg
ThetaBW 82.9 deg
ThetaBW Up 46.3 deg
ThetaBW Down 36.6 deg
Boresight Phi 90 deg
Boresight Theta 15 deg
Maximum Power 2.33 dBm
Minimum Power -12.00 dBm
Average Power -0.91 dBm
Max/Min Ratio 14.33 dB
Max/Avg Ratio 3.24 dB
Min/Avg Ratio -11.10 dB
Best Single Value 1.11 dBm
Best Position Phi = 45 deg; Theta = 165 deg; Pol = Ver
For the full CTIA report including 3D radiated plots at 868 MHz please refer to section 7.1.
The antenna was also measured at 915 MHz to show the performance degradation whilst keeping the same matching network at 868 MHz; this is shown in section 7.2. For optimum performance at 915 MHz, the antenna needs to be re-matched at this frequency.
For the Over-The-Air (OTA) Measurements performed in the chamber, please refer to Figure 9 for coordinate correlation to the CTIA reports.
Figure 9. Coordinates Correlation to CTIA OTA Reports
4 Conclusion
When a large PCB area (38 mm x 24 mm) is available for the antenna then the recommended antenna is DN024 [1] since the impedance is closer to 50 ohm without any external matching components (868 MHz: 30+j11; VSWR 1.8) and the bandwidth is around 90 MHz.
When there is a need for a more compact antenna then the miniature PCB helical antenna is ideal (19 mm x 11 mm) with approximately quarter of the DN024 antenna size [1] but requires matching components since the impedance is far from 50 ohms (868 MHz: 10-j88; VSWR 22). It is important to match this antenna since the match network is also used for loading the antenna to 868 MHz or 915 / 920 MHz.
When the miniature helical antenna is matched then the bandwidth is around 40 MHz and has similar efficiency as DN024 [1] antenna when measured on the TRXEB platform.
A single match network can be used for 868 MHz and 915 / 920 MHz but due to the reduce bandwidth compared to DN024 antenna [1] then there will be some degradation in performance. For the antenna matching network components it is recommended to use tight tolerance components.
Optimal antenna match for the CC110L EM 868 / 915 MHz reference design [3] is a series 1.0 pF capacitor (ANT2) and a shunt inductor of 12 nH (ANT3) for 868 MHz operation.
The PCB board thickness for the CC110L EM 868 / 915 MHz reference design [3] is 0.8 mm. The same match has been tested at 1.24 mm thick PCB and the performance was still good but generally if the PCB thickness is changed then the antenna match should be re-calculated.
5 References
[1] DN024 Monopole PCB Antenna (DN024)
[2] DN035 Antenna Quick Selection Guide (DN035)
[3] CC11xL EM 868/915 MHz Ref Design (swrr082)
[4] AN058 Antenna Measurement with Network Analyzer (AN058) 6 General Information
6.1 Document History
7 Appendices
7.1 CTIA OTA Report – 868 MHz (Antenna matched at 868 MHz)
7.1.1 OTA Evaluation Results
Total Radiated Power -1.83 dBm
Peak EIRP 2.33 dBm
Directivity 4.16 dBi
Efficiency -1.83 dB
Efficiency 65.55 %
Gain 2.33 dBi
NHPRP 45° -4.06 dBm
NHPRP 45° / TRP -2.23 dB
NHPRP 45° / TRP 59.86 %
NHPRP 30° -5.89 dBm
NHPRP 30° / TRP -4.05 dB
NHPRP 30° / TRP 39.32 %
NHPRP 22.5° -7.26 dBm
NHPRP 22.5° / TRP -5.42 dB
NHPRP 22.5° / TRP 28.69 %
UHRP -4.91 dBm
UHRP / TRP -3.07 dB
UHRP / TRP 49.28 %
LHRP -4.78 dBm
LHRP / TRP -2.95 dB
LHRP / TRP 50.72 %
Front/Back Ratio 2.52
PhiBW 332.2 deg
PhiBW Up 238.7 deg
PhiBW Down 93.4 deg
ThetaBW 82.9 deg
ThetaBW Up 46.3 deg
ThetaBW Down 36.6 deg
Boresight Phi 90 deg
Boresight Theta 15 deg
Maximum Power 2.33 dBm
Minimum Power -12.00 dBm
Average Power -0.91 dBm
Max/Min Ratio 14.33 dB
Max/Avg Ratio 3.24 dB
Min/Avg Ratio -11.10 dB
Best Single Value 1.11 dBm
Best Position Phi = 45 deg; Theta = 165 deg; Pol = Ver
7.1.2 RP_868.000_tot
7.1.3 RP_868.000_hor
7.1.4 RP_868.000_ver
7.1.5 Theta = 0, Phi = 0
7.1.6 Theta = 180, Phi = 0
7.1.7 Theta = 90, Phi = 0
7.1.8 Theta = 90, Phi = 180
7.1.9 Theta = 90, Phi = 270
7.1.10 Theta = 90, Phi = 90
7.2 CTIA OTA Report – 915 MHz (Antenna matched at 868 MHz)
7.2.1 OTA Evaluation Results:
Total Radiated Power -3.35 dBm
Peak EIRP 0.01 dBm
Directivity 3.37 dBi
Efficiency -3.35 dB
Efficiency 46.20 %
Gain 0.01 dBi
NHPRP 45° -5.54 dBm
NHPRP 45° / TRP -2.19 dB
NHPRP 45° / TRP 60.42 %
NHPRP 30° -7.39 dBm
NHPRP 30° / TRP -4.04 dB
NHPRP 30° / TRP 39.49 %
NHPRP 22.5° -8.72 dBm
NHPRP 22.5° / TRP -5.37 dB
NHPRP 22.5° / TRP 29.05 %
UHRP -6.28 dBm
UHRP / TRP -2.92 dB
UHRP / TRP 51.01 %
LHRP -6.45 dBm
LHRP / TRP -3.10 dB
LHRP / TRP 48.99 %
Front/Back Ratio 4.40
PhiBW 85.3 deg
PhiBW Up 40.5 deg
PhiBW Down 44.8 deg
ThetaBW 272.4 deg
ThetaBW Up 118.8 deg
ThetaBW Down 153.5 deg
Boresight Phi 210 deg
Boresight Theta 105 deg
Maximum Power 0.01 dBm
Minimum Power -15.33 dBm
Average Power -2.61 dBm
Max/Min Ratio 15.34 dB
Max/Avg Ratio 2.62 dB
Min/Avg Ratio -12.72 dB
Best Single Value -0.16 dBm
Best Position Phi = 210 deg; Theta = 105 deg; Pol = Ver
7.2.2 RP_915.000_tot
7.2.3 RP_915.000_hor
一种小型平面螺旋天线概要
一种小型平面螺旋天线 龙小专1 袁飞2 （西南电子设备研究所，成都四川，610036） 摘要：平面阿基米德螺旋天线是一种宽频带天线，其尺寸由低端工作频率决定，在许多实际应用中常需对其进行小型化设计。本文通过末端离散电阻加载设计，实现了天线的小型化。本文结合设计的小型平面马欠德平衡器馈电装置，得到了一种小型平面阿基米德螺旋天线。 关键词：平面阿基米德螺旋天线，小型化，电阻加载，平面马欠德平衡器 A Miniaturized Planar Spiral Antenna Long Xiaozhuan 1 Yuan Fei 2 (Southwest Institute of Electric Equipment, Chengdu, Sichuan, 610036) Abstract: Planar Archimedean spiral antenna was a broadband antenna, whose dimension was determined by its lowest working frequency, and it’s necessary to do some miniaturization design in many practical applications. The miniaturization of the antenna was realized by discrete resistance loading in the end of antenna. A miniaturized planar Archimedean spiral antenna was achieved, integrated with the feeding device of a miniaturized planar Marchand balun designed in this article. Keywords: Planar Archimedean Spiral Antenna; Miniaturization; Resistance Loading; Planar Marchand Balun 1 引言 2 电阻加载 平面阿基米德螺旋天线是一种宽频带天线，因其具有结构紧凑、重量轻、输入阻抗恒定、相位中心固定、辐射圆极化波等特点，在诸多领域有着重要的应用[1]。随着系统的发展要求，天线的小型化成为天线设计中的重要发展方向。一般来说，圆形平面阿基米德螺旋天线的外径至少应大于最低工作频率的波长除以π。若需再扩展天线的低端工作频率，或减小天线的尺寸，则需对天线进行小型化设计。在众多的小型化技术中，电阻加载不仅可以减小天线的驻波比，还可以显著减小天线的轴比，其应用最为广泛[2]。本文采用这种技术，对平面阿基米德螺旋天线末端进行离散电阻加载，并应用所设计的小型平面马欠德平衡器，最终得到一个工作于2.5GHz～6GHz的平面螺旋天线，其总尺寸仅为Ф30mm×25mm。 平面阿基米德螺旋天线一般由辐射螺旋面、馈电平衡器和背腔三大部分构成。在天线的设计中，可先分别对三个部分进行设计，然后再进行综合设计。辐射螺旋面一般是在一块圆形的介质基板的一个面上印制两根或多根螺旋线，螺旋线的半径随角度变化而均匀的增加，其极坐标方程可表示为： r=r0+aφ （1）
高速PCB设计指南
高速PCB设计指南 第一篇 PCB布线 在PCB设计中，布线是完成产品设计的重要步骤，可以说前面的准备工作都是为它而做的，在整个PCB中，以布线的设计过程限定最高，技巧最细、工作量最大。PCB布线有单面布线、双面布线及多层布线。布线的方式也有两种：自动布线及交互式布线，在自动布线之前，可以用交互式预先对要求比较严格的线进行布线，输入端与输出端的边线应避免相邻平行，以免产生反射干扰。必要时应加地线隔离，两相邻层的布线要互相垂直，平行容易产生寄生耦合。 自动布线的布通率，依赖于良好的布局，布线规则可以预先设定，包括走线的弯曲次数、导通孔的数目、步进的数目等。一般先进行探索式布经线，快速地把短线连通，然后进行迷宫式布线，先把要布的连线进行全局的布线路径优化，它可以根据需要断开已布的线。并试着重新再布线，以改进总体效果。 对目前高密度的PCB设计已感觉到贯通孔不太适应了，它浪费了许多宝贵的布线通道，为解决这一矛盾，出现了盲孔和埋孔技术，它不仅完成了导通孔的作用，还省出许多布线通道使布线过程完成得更加方便，更加流畅，更为完善，PCB 板的设计过程是一个复杂而又简单的过程，要想很好地掌握它，还需广大电子工程设计人员去自已体会，才能得到其中的真谛。 1 电源、地线的处理
既使在整个PCB板中的布线完成得都很好，但由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰，会使产品的性能下降，有时甚至影响到产品的成功率。所以对电、地线的布线要认真对待，把电、地线所产生的噪音干扰降到最低限度，以保证产品的质量。 对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因，现只对降低式抑制噪音作以表述： （1）、众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容。 （2）、尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是：地线＞电源线＞信号线，通常信号线宽为：0.2～0.3mm,最经细宽度可达0.05～0.07mm,电源线为1.2～2.5 mm 对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用(模拟电路的地不能这样使用) （3）、用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。或是做成多层板，电源，地线各占用一层。 2 数字电路与模拟电路的共地处理 现在有许多PCB不再是单一功能电路（数字或模拟电路），而是由数字电路和模拟电路混合构成的。因此在布线时就需要考虑它们之间互相干扰问题，特别是地线上的噪音干扰。 数字电路的频率高，模拟电路的敏感度强，对信号线来说，高频的信号线尽可能远离敏感的模拟电路器件，对地线来说，整人PCB对外界只有一个
螺旋天线原理与设计基础知识
一般成品螺旋天线都用导电性能良好的金属线绕成并密封好,其工作原理下： 图1 所示一般天线结构示意图。D是螺旋天线直径，L是螺旋天线长度，ρ是螺距，Ⅰ、Ⅱ是螺旋线上相对应两点。 一般可以认为，电磁波沿金属螺旋线以光速C作匀速运动。 从Ⅰ点到Ⅱ点即进行一个螺旋，所需时间为 t = πD/C 而对螺旋天线而言，其轴向电磁波只运动行进了一个螺距ρ，其轴向等效速率 υ=ρ/t =ρ/C (πD) 这种关系也可用图2形式解释。由图2可知： υ=Csinθ=Cρ/（πD）≤C 由上式可以看出，υ总是小于等于C的。故螺旋天线能使电磁波运动速度减慢，是一个慢波系统，其等效波长λ等效小于工作波长λ。对于螺旋天线而言，应谐振于其1/4等效波长，因而能缩短螺旋天线的几何长度。 对于工作于一定中心频率的通讯机来说，其所需绕的线圈数N可以由下式近似算出：
螺距：υ=L/N 所需金属线长度：ι=NπD 对于一般通讯机可取 L=20~40cm D=10~20mm 下表是对一些常用频率螺旋天线的设计实例，其他频率也可类似设计。 f是工作中心频率； D是螺旋天线直径； L是螺旋天线长度； N是螺旋圈数； ι是所需金属线长度。 以上N、ρ为了实际制作需要均取近似值。 制作时可用直径0.5~1.5mm漆包线或镀银铜线或铝线在直径为D的有机玻璃或其他绝缘材料上绕制，并在棒的两头打上小孔，以利于固定金属线；在棒的底端焊上较粗的金属杆或插头固定在棒上，以利于与机器连接；整个螺旋天线的外面可用橡胶管或其他材料套封，并在顶端盖上橡皮帽或用其他材料密封，这样既美观大方，又防雨防蚀，经久耐用。如果没有上述金属丝，也可采用多股细绝缘导线代替，效果相同，只是绕制时固定较为困难。 以上螺旋天线也可用于各种小型遥控设备及其他类似机器上。 为了比较慢波天线与常规拉杆天线的不同，说明慢波天线尺寸较小的优点，我们可对拉杆天线作一计算。 设定参数如下：
一种低剖面平面螺旋天线的设计
一种低剖面平面螺旋天线的设计 [ 录入者:天线微波 | 时间:2008-12-19 12:31:09 | 作者:景小东张福顺 | 来 源: | 浏览:498次 ] 摘要文章提出了一种低剖面平面螺旋天线的设计方法，用金属反射板代替传统的A ／4反射腔来实现螺旋天线的单向辐射，并在螺旋末端接以阻性负载，以改善天线的电性能。实验结果表明，对于工作频带为1．3GHz～2．1GHz的四臂平面阿基米德螺旋天线，在保证天线特性的前提下，整个天馈结构的厚度减小至17ram。 0 引言 平面螺旋天线由于其结构的自相似性，能在很宽的频带内辐射圆极化波，因而获得了广泛的应用¨J。平面螺旋天线的辐射是双向的，但在实际应用中，往往要求天线具有单向辐射特性。通常的做法是，在螺旋天线的一侧加装反射腔，并根据实际情况在腔内填充微波吸收材料。这种做法能使天线达到相当宽的频带(2GHz～ 18GHz) 』，但其最大的缺点是，由于微波吸收材料的存在，近一半的辐射能量将被吸收掉 J，这使得天线的效率大大降低；即使不填充吸收材料，反射腔A／4的高度又使得天线的厚度过大，这在某些应用中又令人难以接受。 文章根据四臂平面螺旋天线的原理，设计了相应的馈电网络，将其地板作为天线的平面反射器，代替A／4反射腔，并在螺旋终端接阻性负载，以减小由镜像电流引起的互耦对天线电性能的影响。 通过调整天线辐射器与馈电电路板的间距，在保证天线电性能的前提下，使天线厚度减薄至17ram，满足低剖面要求。 1 天线设计 1．1 平面阿基米德螺旋天线 平面螺旋天线的基本形式为等角螺旋天线和阿基米德螺旋天线，在结构上又有单臂、双臂、四臂之分。文章采用四臂平面阿基米德螺旋天线，其结构如图1所示。其中螺旋臂1的两条边缘线满足的曲线方程分别为：
PCB设计原理及规范处理
PCB 设计规范二O 一O 年八月
目录 一．PCB 设计的布局规范- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - 3 ■布局设计原则- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ------ - - 3 ■对布局设计的工艺要求- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ------- - - 4 二．PCB 设计的布线规范- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 15 ■布线设计原则- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ----- - - 15 ■对布线设计的工艺要求- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ------ 16 三．PCB 设计的后处理规范- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - 25 ■测试点的添加- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ----- - - - 25 ■PCB 板的标注- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ----- - - - - 27 ■加工数据文件的生成- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ----- - - - 31 四．名词解释- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - 33 ■金属孔、非金属孔、导通孔、异形孔、装配孔- - - - - - - - - ---- - 33 ■定位孔和光学定位点- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ------ - 33 ■负片（Negative）和正片（Positive）- - - - - - - - - - - --- - - - - 33 ■回流焊（Reflow Soldering）和波峰焊（Wave Solder）- - --- - - 34 ■PCB 和PBA - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ---- --- - - 34
螺旋天线综述
螺旋天线综述 1 引言 螺旋天线(helical antenna)是用导电性良好的的金属做成的具有螺旋形状的天线。螺旋天线具有圆极化，波束宽度宽的优点，因此被广泛在卫星通讯，个人移动通信中。 同轴线馈电是螺旋天线的常用馈电方式，可以采用底馈或者顶馈，此时同轴线的内导线和螺旋线的一端相连接，外导线则和接地板（金属圆盘或矩形板状等）相接，螺旋线的另一端是处于自由状态。 螺旋天线既可用做反射镜或透镜的辐射器，也可用做单独的天线（由一个或几个螺旋线组成）。 2 螺旋天线的发展 螺旋天线的辐射能力是美国科学家 JohnD.Kraus于1947年在实验中发现的，自此之后，螺旋天线以其在宽频带上具有近乎一致的电阻性输入阻抗和在同样的频带上按“超增益”端射阵的波瓣图工作特点很快在各领域得到了广泛的应用。许多学者对螺旋天线的辐射特性进行了研究，给出了螺旋天线辐射设计多经验公式。 20世纪70年代，苏联科学家尤尔采夫和鲁诺夫对各种形式的螺旋天线进行了比较系统的理论分析和设计研究。此后各国学者进行了这方面的研究，延伸出了很多变种，尤其是四臂螺旋天线因其高增益，方向性好，圆极化的特点，得到了深入的发展和实际应用，如图1所示。 2008年弗吉尼亚大学的Warren Stutzman教授制成了一种六臂螺旋天线，如图2所示。天线实现了几乎最优化的UWB性能，通过采用围绕一个金属中心核而卷绕的臂来维持与臂之间相对不变的距离，几乎完整的利用了天线罩内的整个三维空间。该天线具有10:1的瞬间带宽，它可以被用于频域、多带宽、多信道应用以及时域或脉冲应用。在低成本的应用中，该设计可以被蚀刻在天线罩的内部，或由曲线或曲管构建。
电源pcb设计指南包括PCB安规emc布局布线PCB热设计PCB工艺
电源pcb设计指南包括：PCB安规、emc、布局布线、PCB热设计、PCB工艺 导读 1.安规距离要求部分 2.抗干扰、EMC部分 3.整体布局及走线部分 4.热设计部分 5.工艺处理部分 1.安规距离要求部分 安全距离包括电气间隙（空间距离），爬电距离（沿面距离）和绝缘穿透距离。 1、电气间隙：两相邻导体或一个导体与相邻电机壳表面的沿空气测量的最短距离。 2、爬电距离：两相邻导体或一个导体与相邻电机壳表面的沿绝绝缘表面测量的最短距离。 一、爬电距离和电气间隙距离要求，可参考NE61347-1-2-13/GB19510.14. （1）、爬电距离:输入电压50V-250V时，保险丝前L—N≥2.5mm，输入电压250V-500V时，保险丝前L—N≥5.0mm；电气间隙:输入电压50V-250V时，保险丝前L—N≥1.7mm，输入电压250V-500V时，保险丝前L—N≥3.0mm；保险丝之后可不做要求，但尽量保持一定距离以避免短路损坏电源。 （2）、一次侧交流对直流部分≥2.0mm （3）、一次侧直流地对地≥4.0mm如一次侧地对大地 （4）、一次侧对二次侧≥6.4mm，如光耦、Y 电容等元器零件脚间距≤6.4mm 要开槽。 （5）、变压器两级间≥6.4mm 以上，≥8mm加强绝缘。 2.抗干扰、EMC部分 在图二中，PCB 布局时，驱动电阻R3应靠近Q1（MOS管），电流取样电阻R4、C2应靠近IC1的第4 Pin，如图一所说的R应尽量靠近运算放大器缩短高阻抗线路。因运算放大器输入端阻抗很高，易受干扰。输出端阻抗较低，不易受干扰。一条长线相当于一根接收天线，容易引入外界干扰。 在图三的A中排版时，R1、R2要靠近三极管Q1放置，因Q1的输入阻抗很高，基极线路过长，易受干扰，则R1、R2不能远离Q1。 在图三的B中排版时，C2要靠近D2，因为Q2三极管输入阻抗很高，如Q2至D2的线路太长，易受干扰，C2应移至D2附近。 二、小信号走线尽量远离大电流走线，忌平行，D>=2.0mm。 三、小信号线处理：电路板布线尽量集中，减少布板面积提高抗干扰能力。 四、一个电流回路走线尽可能减少包围面积。 如：电流取样信号线和来自光耦的信号线
一种小型平面螺旋天线
一种小型平面螺旋天线 龙小专1袁飞2 （西南电子设备研究所，成都四川，610036） 摘要：平面阿基米德螺旋天线是一种宽频带天线，其尺寸由低端工作频率决定，在许多实际应用中常需对其进行小型化设计。本文通过末端离散电阻加载设计，实现了天线的小型化。本文结合设计的小型平面马欠德平衡器馈电装置，得到了一种小型平面阿基米德螺旋天线。 关键词：平面阿基米德螺旋天线，小型化，电阻加载，平面马欠德平衡器 A Miniaturized Planar Spiral Antenna Long Xiaozhuan 1Yuan Fei 2 (Southwest Institute of Electric Equipment, Chengdu, Sichuan, 610036) Abstract: Planar Archimedean spiral antenna was a broadband antenna, whose dimension was determined by its lowest working frequency, and it’s necessary to do some miniaturization design in many practical applications. The miniaturization of the antenna was realized by discrete resistance loading in the end of antenna. A miniaturized planar Archimedean spiral antenna was achieved, integrated with the feeding device of a miniaturized planar Marchand balun designed in this article. Keywords: Planar Archimedean Spiral Antenna; Miniaturization; Resistance Loading; Planar Marchand Balun 1 引言 平面阿基米德螺旋天线是一种宽频带天线，因其具有结构紧凑、重量轻、输入阻抗恒定、相位中心固定、辐射圆极化波等特点，在诸多领域有着重要的应用[1]。 随着系统的发展要求，天线的小型化成为天线设计中的重要发展方向。一般来说，圆形平面阿基米德螺旋天线的外径至少应大于最低工作频率的波长除以π。若需再扩展天线的低端工作频率，或减小天线的尺寸，则需对天线进行小型化设计。在众多的小型化技术中，电阻加载不仅可以减小天线的驻波比，还可以显著减小天线的轴比，其应用最为广泛[2]。本文采用这种技术，对平面阿基米德螺旋天线末端进行离散电阻加载，并应用所设计的小型平面马欠德平衡器，最终得到一个工作于 2.5GHz～6GHz的平面螺旋天线，其总尺寸仅为Ф30mm×25mm。 2 电阻加载 平面阿基米德螺旋天线一般由辐射螺旋面、馈电平衡器和背腔三大部分构成。在天线的设计中，可先分别对三个部分进行设计，然后再进行综合设计。辐射螺旋面一般是在一块圆形的介质基板的一个面上印制两根或多根螺旋线，螺旋线的半径随角度变化而均匀的增加，其极坐标方程可表示为： r r aφ =+（1） 式（1）中， r是起始半径，a为螺旋增长率，φ是以弧度表示的幅角。双臂平面阿基米德螺旋天线如图1（a）所示。 平面阿基米德天线一般在螺旋面的中心起始端两点采用平衡馈电，而主要辐射区域是集中在平均周长为一个波长的那些环带上，也称有效辐射区。当频率改变时，有效辐射区随之改变，但辐射方向图基本不变。而当有效辐射区为天线的最外圈区域 ·553·
螺旋天线介绍
螺旋天线介绍 由金属导线绕成螺旋形状的天线。它由同轴线馈电，在馈电端有一金属板（图1）。螺旋天线的方向性在很大程度上取决于螺旋的直径(D)与波长(λ)的比值D/λ。当D/λ＜0.18时，螺旋天线在包含螺旋轴线的平面上有8字形方向图，在垂直于螺旋轴线的平面上有最大辐射，并在这个平面得到圆形对称的方向图。这种天线称为法向模螺旋天线（图2a），用于便携式电台。当D/λ＝0.25～0.46（即一圈螺旋周长约为一个波长）时，天线沿轴线方向有最大辐射，并在轴线方向产生圆极化波。这种天线称为轴向模螺旋天线（图2b），常用于通信、雷达、遥控遥测等。当D/λ进一步增大时，最大辐射方向偏离轴线方向（图2c）。
轴向模螺旋天线应用最广。图1中，D为螺旋天线直径；S为螺距；l为一圈周长；n 为圈数；α为升角；L为轴线长。它们的关系是 l2＝(πD)2＋S2 L＝nS α＝0的螺旋为平面上的单圈螺旋，取周长近似等于一个波长，并假定线上运载行波电流。在某一瞬时线上是正弦电流分布（图3）。在和x与y轴对称的任意四点A、B、C、D，电流存在下列关系： 这些电流的方向相反，它们的作用彼此抵消，所以在z轴方向只有Ey分量起作用。绕圈运载的是行波，电流沿线圈的分布将绕z轴旋转。因此，在z轴方向的电场Ey也绕z轴
旋转，于是在轴向产生圆极化波，并有最大辐射，故称为轴向模辐射。这种天线具有圆极化辐射的特点，它的频带很宽，在1:1.7通频带内方向图变化不大，而且天线的输入阻抗几乎恒定，约为140欧。朝辐射方向看，螺旋右绕产生右旋波，左绕产生左旋波。为了进一步展宽频带，可将螺旋天线做成圆锥形（图4）。 法向模螺旋天线(D/λ＜0.18)实质上是细线天线，为了缩短长度，可把它卷绕成螺旋状。因此，它的特性与单极细线天线（见不对称天线）相仿，具有8字形方向图，并且频带很窄，一般用作小功率电台的通信天线。 边射式螺旋天线是一种法向模螺旋天线。它是在螺旋的中心轴线上放置一根金属导体，当螺旋一圈的周长l=Mλ(M=2，3，…整数)时，也在螺旋的法向产生最大辐射（图5）。这种天线可用作电视发射天线。
高速PCB设计指南
高速PCB设计指南之一 第一篇PCB布线 在PCB设计中，布线是完成产品设计的重要步骤，可以说前面的准备工作都是为它而做的，在整个PCB中，以布线的设计过程限定最高，技巧最细、工作量最大。PCB布线有单面布线、双面布线及多层布线。布线的方式也有两种：自动布线及交互式布线，在自动布线之前，可以用交互式预先对要求比较严格的线进行布线，输入端与输出端的边线应避免相邻平行，以免产生反射干扰。必要时应加地线隔离，两相邻层的布线要互相垂直，平行容易产生寄生耦合。自动布线的布通率，依赖于良好的布局，布线规则可以预先设定，包括走线的弯曲次数、导通孔的数目、步进的数目等。一般先进行探索式布经线，快速地把短线连通，然后进行迷宫式布线，先把要布的连线进行全局的布线路径优化，它可以根据需要断开已布的线。并试着重新再布线，以改进总体效果。 对目前高密度的PCB设计已感觉到贯通孔不太适应了，它浪费了许多宝贵的布线通道，为解决这一矛盾，出现了盲孔和埋孔技术，它不仅完成了导通孔的作用，还省出许多布线通道使布线过程完成得更加方便，更加流畅，更为完善，PCB 板的设计过程是一个复杂而又简单的过程，要想很好地掌握它，还需广大电子工程设计人员去自已体会，才能得到其中的真谛。 1 电源、地线的处理 既使在整个PCB板中的布线完成得都很好，但由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰，会使产品的性能下降，有时甚至影响到产品的成功率。所以对电、地线的布线要认真对待，把电、地线所产生的噪音干扰降到最低限度，以保证产品的质量。 对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因，现只对降低式抑制噪音作以表述： （1）、众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容。 （2）、尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是：地线＞电源线＞信号线，通常信号线宽为：0.2～0.3mm,最经细宽度可达0.05～0.07mm,电源线为1.2～2.5 mm 对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用(模拟电路的地不能这样使用) （3）、用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。或是做成多层板，电源，地线各占用一层。 2 数字电路与模拟电路的共地处理 现在有许多PCB不再是单一功能电路（数字或模拟电路），而是由数字电路和
一种平面等角螺旋天线及其巴伦的设计
一种平面等角螺旋天线及其巴伦的设计 夏成刚 （华南理工大学电子与信息学院） 摘要：本文设计了一种双臂平面等角螺旋天线，工作频率0.4-2GHz。根据天线的平衡结构和宽带特性，设计了一种微带梯形结构的巴伦，以便采用50Ω同轴电缆馈电。仿真计算结果显示天线及巴伦具有良好的圆极化及宽带特性。 关键词：螺旋天线；巴伦；设计 Design of A Planar Equiangular Spiral Antenna and the Balun XIA cheng-gang （School of Electronic and Information Engineering, South China University of Technology）Abstract: In this paper，We designed a double-armed planar equianguar spiral antenna and fed by 50 ohm coaxial-cable ,it works at 0.4-2GHz.To match the balance structure an the wideband character of the antenna,its balun is microstrip line-parallel wire which is exponentially trapezia type。 Simulator results show that the proposed antenna is of good circular polarization and wideband characteristics. Key words: Spiral Antenna ，Balun，Design 1 引言 平面等角螺旋天线是一种宽频带天线，具有频带宽、尺寸小、重量轻、加工方便等优点，容易实现圆极化等优点，因而在超宽带及RFID等领域得以广泛应用。常用的平面螺旋天线有阿基米德螺旋天线和平面等角螺旋天线等，这类天线都有互补周期性结构，能够在较宽频带内保持天线的输入主抗基本不变，易于匹配，通常采用巴伦进行匹配。本文设计了一种双臂平面等角螺旋天线，并设计了匹配的巴伦，通过HFSS仿真计算，给出了0.4-2GHz范围内天线的增益、阻抗、圆极化轴比及部分频率点的方向图。 2 平面等角螺旋天线的设计 2.1 平面等角螺旋天线 平面等角螺旋天线是一种完全由角度确定形状的天线，其曲线方程[1]为 r=r0e a(Φ-Φ0) (2.1) 式中：r0是对应Φ0时的矢径，a为螺旋增长率，Φ0为螺旋的起始角。平面等角螺旋天线如图1所示。当a减小时，螺旋臂曲度增大，电流沿螺旋臂衰减变快。通常a取值为0.12-1.20，当螺旋臂等于或大于一个波长时，天线开始呈现出非频变天线特性，因此通常要求臂长大于一个波长，天线半径R则至少等于λ/4。 图1 平面等角螺旋天线（δ=90）
pcb设计指南
mp3的设计原理及制作 高速PCB设计指南之一 第一篇PCB布线 在PCB设计中，布线是完成产品设计的重要步骤，可以说前面的准备工作都是为它而做的，在整个PCB中，以布线的设计过程 限定最高，技巧最细、工作量最大。PCB布线有单面布线、双面布线及多层布线。布线的方式也有两种：自动布线及交互式布 线，在自动布线之前，可以用交互式预先对要求比较严格的线进行布线，输入端与输出端的边线应避免相邻平行，以免产生 反射干扰。必要时应加地线隔离，两相邻层的布线要互相垂直，平行容易产生寄生耦合。 自动布线的布通率，依赖于良好的布局，布线规则可以预先设定，包括走线的弯曲次数、导通孔的数目、步进的数目等。一般 先进行探索式布经线，快速地把短线连通，然后进行迷宫式布线，先把要布的连线进行全局的布线路径优化，它可以根据需要 断开已布的线。并试着重新再布线，以改进总体效果。 对目前高密度的PCB设计已感觉到贯通孔不太适应了，它浪费了许多宝贵的布线通道，为解决这一矛盾，出现了盲孔和埋孔技 术，它不仅完成了导通孔的作用，还省出许多布线通道使布线过程完成得更加方便，更加流畅，更为完善，PCB 板的设计过 程是一个复杂而又简单的过程，要想很好地掌握它，还需广大电子工程设计人员去自已体会，才能得到其中的真谛。 1 电源、地线的处理 既使在整个PCB板中的布线完成得都很好，但由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰，会使产品的性能下降，有时甚至影 响到产品的成功率。所以对电、地线的布线要认真对待，把电、地线所产生的噪音干扰降到最低限度，以保证产品的质量。 对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因，现只对降低式抑制噪音作以表述： （1）、众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容。 （2）、尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是：地线＞电源线＞信号线，通常信号线宽为：0.2～ 0.3mm,最经细宽度可达0.05～0.07mm,电源线为1.2～2.5 mm。对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个 地网来使用(模拟电路的地不能这样使用) （3）、用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。或是做成多层板，电源，地线各占用 一层。 2 数字电路与模拟电路的共地处理 现在有许多PCB不再是单一功能电路（数字或模拟电路），而是由数字电路和模拟电路混合构成的。因此在布线时就需要考虑 它们之间互相干扰问题，特别是地线上的噪音干扰。 数字电路的频率高，模拟电路的敏感度强，对信号线来说，高频的信号线尽可能远离敏感的模拟电路器件，对地线来说，整人 PCB对外界只有一个结点，所以必须在PCB内部进行处理数、模共地的问题，而在板内部数字地和模拟地实际上是分开的它们 之间互不相连，只是在PCB与外界连接的接口处（如插头等）。数字地与模拟地有一点短接，请注意，只有一个连接点。也有 在PCB上不共地的，这由系统设计来决定。 3 信号线布在电（地）层上 在多层印制板布线时，由于在信号线层没有布完的线剩下已经不多，再多加层数就会造成浪费也会给生产增加一定的工作量， 成本也相应增加了，为解决这个矛盾，可以考虑在电（地）层上进行布线。首先应考虑用电源层，其次才是地层。因为最好是 保留地层的完整性。 4 大面积导体中连接腿的处理 在大面积的接地（电）中，常用元器件的腿与其连接，对连接腿的处理需要进行综合的考虑，就电气性能而言，元件腿的焊盘 与铜面满接为好，但对元件的焊接装配就存在一些不良隐患如：①焊接需要大功率加热器。②容易造成虚焊点。所以兼顾电气 性能与工艺需要，做成十字花焊盘，称之为热隔离（heat shield）俗称热焊盘（Thermal），这样，可使在焊接时因截面过分散 热而产生虚焊点的可能性大大减少。多层板的接电（地）层腿的处理相同。 5 布线中网络系统的作用 在许多CAD系统中，布线是依据网络系统决定的。网格过密，通路虽然有所增加，但步进太小，图场的数据量过大，这必然对 设备的存贮空间有更高的要求，同时也对象计算机类电子产品的运算速度有极大的影响。而有些通路是无效的，如被元件腿的 焊盘占用的或被安装孔、定们孔所占用的等。网格过疏，通路太少对布通率的影响极大。所以要有一个疏密合理的网格系统来 支持布线的进行。 标准元器件两腿之间的距离为0.1英寸(2.54mm),所以网格系统的基础一般就定为0.1英寸(2.54 mm)或小于0.1英寸的整倍数， 如：0.05英寸、0.025英寸、0.02英寸等。 6 设计规则检查（DRC） 布线设计完成后，需认真检查布线设计是否符合设计者所制定的规则，同时也需确认所制定的规则是否符合印制板生产工艺的 需求，一般检查有如下几个方面： （1）、线与线，线与元件焊盘，线与贯通孔，元件焊盘与贯通孔，贯通孔与贯通孔之间的距离是否合理，是否满足生产要 求。 （2）、电源线和地线的宽度是否合适，电源与地线之间是否紧耦合（低的波阻抗）？在PCB中是否还有能让地线加宽的地 方。 （3）、对于关键的信号线是否采取了最佳措施，如长度最短，加保护线，输入线及输出线被明显地分开。 （4）、模拟电路和数字电路部分，是否有各自独立的地线。 （5）后加在PCB中的图形（如图标、注标）是否会造成信号短路。 （6）对一些不理想的线形进行修改。 （7）、在PCB上是否加有工艺线？阻焊是否符合生产工艺的要求，阻焊尺寸是否合适，字符标志是否压在器件焊盘上，以免影 响电装质量。 （8）、多层板中的电源地层的外框边缘是否缩小，如电源地层的铜箔露出板外容易造成短路。 Copyright by BroadTechs Electronics Co.,Ltd 2001-2002
螺旋天线的仿真设计
一、设计题目：螺旋天线的仿真设计 二、设计目的： （1）熟悉Ansoft HFSS软件的使用。 （2）学会螺旋天线的仿真设计方法。 （3）完成螺旋天线的仿真设计，并查看S参数以及场分布。 三、设计要求： 螺旋天线是一种常用的典型的圆极化天线，本设计就是基于螺旋天线的基础理论及熟练掌握HFSS10软件的基础上的，设计一个右手圆极化螺旋天线，要求工作频率为4G，分析其远区场辐射特性以及S曲线。 螺旋天线通常用同轴线馈电，天线的一端与同轴线的内导体相连，另一端则处于自由状态。 螺旋天线示意图如图1所示： 图1、螺旋天线
四、设计参数： 中心频率f=4GHz λ=75mm 螺旋导体的半径d=0.15λ=11.25mm 螺旋线导线半径a=0.5mm 螺距s-0.2λ=15mm 圈数N=7 轴向长度l=Ns 五、设计步骤 在HFSS建立的模型中，关键是画出螺旋线模型。画螺旋线，现说明螺旋线模型的创建。 求解类型设置与上两个设计一样，材料为copper，模型单位为mm，螺旋线的创建如下。 点击Draw>Circle,输入圆的中心坐标。X:11.25 Y:0 Z:0 ,按回车键结束。输入圆的半径dX:0.5 dY:0 dZ:0 按回车键结束输入。在特性窗口中将Axis改为Y。点击确认。选中该circle。点击Draw>Helix，输入X:0 Y:0 Z:-7.5，按回车键结束输入，输入dX:0 dY:0 dZ;100 按回车键，在弹出的窗口中，Turn Directions:Right Hand Pitch:15(mm) Tuns:7 Radius change per Turn:0点击OK。在特性窗口中选择Attribute标签，将名字改为Helix。建立螺旋天线与同轴线相连的连接杆ring。 点击Draw>Cylider,创建圆柱模型。输入坐标为X:11.25 Y:0
画平面螺旋天线
画平面螺旋天线 1.首先，画一个平面，以一个圆面为例吧 2.然后，点击工具栏Draw/spiral，选择一个轴，这时弹出一个对话框，选择螺旋方向，半径，螺旋圈数3。点击确定螺旋即可画好，然后在绕z轴旋转180度，可得双臂平面螺旋天线 HFSS学习小结 已经接触HFSS近两个月了，想用于材料电磁场屏蔽的设计和计算，不知是否可行，now have followed the example _heat sink in the chapter 9.0 _ EMC/EMI in full book 10.0 成功的做出了个结果，现在把看到别人的、自己知道的做一下总结：The main process : building 3D solid modeling; set boundaries and excitations ; analyze the result Before we build the modeling, we should think about what kind of method we use, there are three kinds of solution type: driven model; driven terminal; eigenmode 模式驱动(Driven)------计算以模式为基础的S参数.根据波导模式的入射和反射功率表示S参数矩阵的解,波导,天线等用这个模式多终端驱动(Driven Terminal)------计算以终端为基础的多导体传输线端口的S参数。此时,根据传输线终端的电压和电流表示S参数矩阵的解----微带类用这个比较多! 本征模(Eignemode)-----计算某一结构的本征模式或谐振.本征模解算器可以求出该结构的谐振频率以及这些谐振频率下的场模式! Eignemode solver does not use ports and don’t support radiation boundaries. After launching the software, we should set tool options, included HFSS option and 3D modeler option Select the menu item tool >option we can see those options Software will open a project by default First step is select solution type HFSS>solution type Set the units 3D modeler>units 单位可以在其它状态下改变3D modeler包括了与模型有关的操作和设置Set default material 在set 一次后的情况下其后建立的modeler 都是在此material 下的在default 的情况下history 的列表中按材料的种类进行分类建立模型过程中使用相对坐标会很方便，3D modeler>coordinate system > create> relative CS >Offset , 在建模过程中可能要使用很多相对坐标，在set相对坐标的时候，offset是相对于当前CS的位移，在3D Modeler>coordinate system>set working CS 可以选择使某个坐标为当前工作坐标，在history 的coordinate system 的列表中显示所有的坐标系，当前工作坐标将有个W的标记。在模型复杂的时候需要用适当的方式进行选择某些面、体进行编辑，在edit 里提供了多种方式，常用edit>select>by name 在选择后可以set boundary 等一些操作同样可以在history里双击某项名字从而edit property，设置好boundary和excitation 就可以进行analysis setup HFSS>analysis setup>add solution setup 其中包括最大迭代次数maximum number of pass 每两步迭代之间的误差，看来上的数值分析还是有用的在analyze 之前运行一下model validation select the menu item HFSS>validation check 运行check 以后虽然没出现问题，也不能说明，模型正确，一定能计算出结果，只是说明完成了建模过程中的每个步骤,由message 窗口，得到信息，以便修改Analyze HFSS>analyze all 在message 窗口中可以知道analyze 的完成情况；从solution data 中有三个标签，其中主要可以从convergence中看出迭代计算的收敛情况；同样可以看到场的分布状况首先选择model 某个部位， HFSS>fields>fields从这个菜单中可以选择要显示电场或者磁场例子中选择的是地平面edit>select>by name>ground 显示某个部位的场分布HFSS>fields>fields>
螺旋天线的制作参数
螺旋天线的制作参数 2009-08-01 20:01 我在论坛上混了一段时间了，到目前仍然没有作为，惭愧呀，由于兴趣所在，我找了天线原理书籍，其中介绍的螺旋天线有明确的参数和方法，这里我就把书中的内容简单转述一下吧。（高手就绕过吧） 首先了解一些基础部分： 1、我们的WLAN所使用的2.4GHz电磁波是行波，即电磁波的电场和磁场两者都与电波的传播方向相垂直。 2、我们的天线主要是利用电磁波中的电场分量来负载信息的 正题：螺旋天线的制作参数 我们制作螺旋天线是将铜丝绕着圆管一圈圈斜向上绕，角度绕过360度时算作是一圈，绕这一圈所使用的一匝铜线长度记为L，把上下相邻两圈的间距记作S，铜线形成的螺圈的实际半径记为R（就是PVC管的半径+铜线的横切面半径)，用这个半径R算出来的圆周长记为O.（有些符合不知如何输入，我只好用文字，锻炼大家的理解和想象能力了） L: 螺线旋转一圈的长度，； S:上下相邻两个螺圈的距离 R: 螺圈的半径（PVC管的半径+铜线的横切面半径） O：螺圈的周长（用R算出来的那个）， 对于波长和L长度的关系：（下面指的是比值） L/波长<0.5 ------------------------L小于0.5个波长，天线将工作于法向辐射模式 L/波长=(0.8到1.3)-----------------L居于0.8个波长到1.3个波长之间，轴向辐射模式（我们需要的） L/波长>1.3 -----------------------L大于1.3个波长，圆锥辐射模式 我们要的是轴向辐射模式 L对应的是工作波长，对于行波L可以取值范围是0.8～1.3个波长，我们最好就直接用一个波长，即12.6CM 算了 L 、S、O 三者的关系：L的平方=S的平方+O的平方 L>S ; L>O S和O关系不定 我们确定好L 长度之后，S 和O 是可以方便自定义的，这样我们可以去方便利用用不同口径的PVC管了 理论是这样说的，我还没有亲自去试验呢... 完整结构形象概样：1铜线绕在圆管上作为天线部分，圈数多点好； 2 反射金属板（约一个波长直径的圆，形状其实无关，主要看面积） 3 这两者不相接，相互距离尽量小些即可 接线方式： 将馈线接在铜线的一段，屏蔽层接反射板 补充说明： 1铜线绕多少圈及相应效果本书没有数据可查，我想至少要10多圈吧，可能是越多越好吧 2通过L 、S、O 三者的关系，我们可以利用上多种口径的PVC管，而不用拘泥了老外给出的数据了。这里L=12.6cm是固定的啦它就是2.45Ghz电波的波长，O约等于PVC管的周长（不是直径D呀，注意了,O=3.14*D），具体来说就是只要水管的直径D小4.01cm的原则上都是可以利用的。 3由于我没有条件去实践，所以不知到效果会是怎样，据某网页的计算软件来看，15圈左右就有25dB的增益，具体的我也不知道，还有赖于各位做一回排头兵，试一试并发布一下效果图，共同提高大家的水平！ 具体操作： 制作并不复杂，其实L 、S 、O 三者构成的是直角三角形，如下图，大家只要事先将实际尺寸的图线画在一张纸上面，然后贴在PVC管上面绕线的具体位置就一目了然了。看下图就会明白的了，很简单的！ 将图纸贴在PVC管上之后沿着对角线(L)绕铜丝就行了，不是很方便吗... 绕线位置图.jpg (31.97 KB)