pcb天线设计参考(TI公司)
CC-Antenna-DK and Antenna Measurements Summary
By Richard Wallace Keywords
?169 MHz (136 – 240 MHz) Antenna ?315 MHz (273 – 348 MHz) Antenna ?433 MHz (387 – 510 MHz) Antenna ?868 MHz (779 – 960 MHz) Antenna ?915 MHz (779 – 960 MHz) Antenna ?2440 MHz Antenna
?PCB Antenna
?Wire Antenna ?Ceramic Chip Antenna
?CC-Antenna-DK
?Dual Band Antenna (868 & 2440 MHz) ?Mitsubishi Chip Antenna
?Pulse Chip Antenna
?Helical Wire Antenna
?Pulse Helical Wire Antenna
1 Introduction
The main purpose of the CC-Antenna-DK is to ease the decision for which type of low cost antenna can be implemented as well as give an estimation of the performance that can be achieved.
The frequency range of the antennas is from 136 MHz to 2480 MHz. The A4 sized PCB panel contains 16 different boards;
13 antenna designs and 3 boards for calibration purposes. Each board has been v-cut and can be snapped out of the PCB panel.
All antennas are tuned for connecting to an EM board on the EB platform. A matching network is used on each antenna design so the antenna boards can matched for other GND sizes than the EB board.
Additionally, the ambition with this document is to collect the various antenna measurements that have been performed and to compare the results obtained in an overview format. Terminology, antenna characteristics, fundamentals of antenna design, and measurement procedures are covered in the Antenna Selection Guide [18]. For each antenna, a CTIA measurement summary is provided in this report with a link to the full measurement CTIA report. DN6xx is designated for CTIA measurement reports.
Choosing the correct antenna for the application is crucial if the optimum range is to be achieved. Similarly, for a given distance, the power can be reduced on the transmitter side if the optimum antenna is chosen.
Antennas are categorized under the operating frequency (169 MHz, 315 MHz, 433 MHz, 868 / 915 MHz or 2.44 GHz) and then the type of antenna (PCB Antennas, Chip Antennas, and Wire Antennas). The main focus is on PCB, Wire and Chip antennas, since these are mainly used in high volume products.
3 CC-Antenna-DK Rev 1.0.0.
Description
3.1 Board
The CC-Antenna-DK PCB panel contains 16 different boards; 13 antenna designs and 3 boards for calibration purposes. Each board has been v-cut and can be snapped out of the PCB panel, shown in Figure 1.
Each board has a height of 95 mm and a width of 20 mm to 45 mm. The PCB is 1.6 mm thick and has a dielectric of 4.2.
The schematic (PDF), layout (PDF and gerbers), PCB stack-up (PDF) are provided in the CC-Antenna-DK documentation in the zip file [19].
Figure 1: CC-Antenna-DK Board Showing Top Metal Layer, Silkscreen and V-cut Track
All Low Power Wireless chips have their own specific reference designs. Each reference design is implemented on an Evaluation Module (EM). Figure 2 shows a typical EM that is used for CC2500 ref design.
Figure 2. Picture of CC2500 Evaluation Module (EM)
The EM board is inserted onto the main Evaluation Board platform so the reference design implemented on the EM can be evaluated. The EM board is inserted onto the top, right side of the SmartRF04EB board as can be seen in Figure 3.
Figure 3. Picture of SmartRF04EB Evaluation Board (EB)
All antennas have been measured and tuned for connecting to an EM board inserted onto an EB board unless other specified; this is illustrated in Figure 4.
Figure 4: Connectivity of Antenna Board #6 to a CC1101 EM Board on the EB Platform
A matching network is used on each antenna design so the antenna boards can matched for other GND sizes than the E
B board, refer to Figure 5.
Figure 5: CC-Antenna-DK Panel Picture
Sections 3.1.1 to 3.1.16 show the top metal layer in blue and the bottom layer in red.
The efficiency of the antenna (>868 MHz) is normally increased when used as a stand alone board. The lower frequencies (<433 MHz) require a larger GND plane / antenna to achieve high total radiated power (TRP).
Two types of antenna (board 6, 3.1.6 and board 7, 3.1.7) have been chosen to illustrate that the TRP is increased when used as a stand alone compared to using the antennas on the EM & EB platform.
Figure 6: Board #1 – “Short” Calibration Board
Size Width (mm) Height (mm)
PCB Board 20 95
GND 18
63
BOM Ref. Designator Part Number Value
- - - Table 1: PCB Size and BOM for Board #1 – “Short” Calibration Board
Three boards have been provided for calibration purposes; OPEN (3.1.9), SHORT (3.1.1), and
50 ohm LOAD (3.1.2). These boards are mainly used when working with a network analyzer.
Figure 7: Board #2 – “Load” Calibration Board
Size Width (mm) Height (mm)
PCB Board 20 95
GND 18
63
BOM Ref. Designator Koa Part Number Value
ohm
100
RK73H1ETTP1000F
R21
100
ohm R22
RK73H1ETTP1000F
Table 2: PCB Size and BOM for Board #2 – “Load” Calibration Board
Three boards have been provided for calibration purposes; OPEN (3.1.9), SHORT (3.1.1), and
50 ohm LOAD (3.1.2). These boards are mainly used when working with a network analyzer.
3.1.3 Board #3: Mitsubishi Chip Antenna – 868 MHz
Figure 8: Board #3: Mitsubishi Chip Antenna – 868 MHz
Size Width (mm) Height (mm)
PCB Board 30 95
63
GND 28
BOM Ref. Designator Part Number Value
AMD1103-
-
MITSUBISHI
A3
ST01T
Z31 NC -
22 nH
Z32 Murata
LQG15HS22NJ02D
Z33 KOA RK73Z1ETTP 0 ohm
Table 3: PCB Size and BOM for Board #3: Mitsubishi Chip Antenna – 868 MHz
Pros: Good BW and easy to match.
Figure 10: Board #4: Pulse Chip Antenna – 868 MHz
Size Width (mm) Height (mm)
PCB Board 35 95
GND 33
93
BOM Ref. Designator Part Number Value
A4 PULSE
W3013 -
Z41 KOA RK73Z1ETTP 0 ohm
Z42 NC -
8.2 pF
Z43 Murata
GRM1555C1H8R2CZ01D
Table 4: PCB Size and BOM for Board #4: Pulse Chip Antenna – 868 MHz
Pros: Ability to place the antenna in the middle of a GND plane at the edge of the board
instead of the traditional placement at top corner of a board. Good TRP efficiency when
matched correctly.
Cons: Difficult to match with external discrete network. The main matching parameter is the
distance to the GND around the antenna. If this distance is incorrect, then a new PCB spin is
required to tune the antenna to the desired frequency. Low BW.
Figure 12: Board #5: Large Flexi Antenna – 868 MHz
Size Width (mm) Height (mm)
PCB Board 45 95
GND 43
63
BOM Ref. Designator Part Number Value
Z51 Murata
6.2 pF
GRM1555C1H6R2CZ01D
5.6 nH
Z52 Murata
LQG15HS5N6S02D
Z53 NC -
Z54 KOA RK73Z1ETTP 0 ohm
Table 5: PCB Size and BOM for Board #5: Large Flexi Antenna – 868 MHz
Pros: No simulations required providing that a network analyzer is available for tuning of the
antenna via the match network. Reasonable BW performance and good TRP efficiency.
Cons: Usage of discrete components in antenna matching is compulsory.
3.1.6 Board #6: Dual Band Antenna – 868 MHz & 2440 MHz
Figure 14: Board #6: Dual Band Antenna – 868 MHz & 2440 MHz
Size Width (mm) Height (mm)
PCB Board 45 95
GND 43
63
BOM Ref. Designator Murata Part Number Value
nH
10
Z61 LQG15HS10NJ02D
2.7
pF Z62
GRM1555C1H2R7CZ01D
Z63 NC - Table 6: PCB Size and BOM for Board #6: Dual Band Antenna – 868 MHz & 2440 MHz
Pros: Dual band, 868 MHz and 2440 MHz. Excellent TRP for both 868 MHz and 2440 MHz.
Good BW at 868 MHz and excellent BW at 2440 MHz.
3.1.7 Board #7: Inverted F-Antenna – 2440 MHz
Figure 18: Board #7: Inverted F-Antenna – 2440 MHz
Size Width (mm) Height (mm)
PCB Board 30 95
63
GND 28
BOM Ref. Designator Koa Part Number Value
Z71 NC -
ohm Z72 RK73Z1ETTP
Z73 NC - Table 7: PCB Size and BOM for Board #7: Inverted F-Antenna – 2440 MHz
Pros: Excellent BW and excellent TRP efficiency.
Figure 19: SWR Measurement at 2400 MHz, 2440 MHz & 2480 MHz
Figure 20: 280 MHz Bandwidth Measurement (stand alone, 2440 MHz) @ SWR of 2.0
3.1.8 Board #8: Pulse Helical Wire Antenna – 433 MHz
Figure 21: Board #8: Pulse Helical Wire Antenna – 433 MHz
Size Width (mm) Height (mm)
PCB Board 40 95
63
GND 38
BOM Ref. Designator Part Number Value
W3127 -
A8 PULSE
7.5 pF
Z81 Murata
GRM1555C1H7R5CZ01D
22 nH
Z82 Murata
LQG15HS22NJ02D
Z83 KOA RK73Z1ETTP 0 ohm
Table 8: PCB Size and BOM for Board #8: Pulse Helical Wire Antenna – 433 MHz
Pros: Compact design at 433 MHz. TRP efficiency can be improved if antenna is moved
further away from GND plane edge. Good robust mechanical design compared to wire antenna.
Figure 22: 23 MHz Bandwidth Measurement (433 MHz) of @ SWR of 2.0
3.1.9 Board #9: “Open” Calibration Board
Figure 23: Board #9 – “Open” Calibration Board
Size Width (mm) Height (mm)
PCB Board 20 95
63
GND 18
BOM Ref. Designator Part Number Value
- - - Table 9: PCB Size and BOM for Board #9 – “Open” Calibration Board
Three boards have been provided for calibration purposes; OPEN (3.1.9), SHORT (3.1.1), and
50 ohm LOAD (3.1.2). These boards are mainly used when working with a network analyzer.
3.1.10 Board #10: Small Flexi Antenna – 868 MHz
Figure 24: Board #10: Small Flexi Antenna – 868 MHz
Size Width (mm) Height (mm)
PCB Board 20 95
63
GND 18
BOM Ref. Designator Part Number Value
10 nH
Z101 Murata
LQG15HS10NJ02D
Z102 Murata
12 nH
LQG15HS12NJ02D
Z103 NC -
Z104 KOA RK73Z1ETTP 0 ohm
Table 10: PCB Size and BOM for Board #10: Small Flexi Antenna – 868 MHz
Pros: No simulations required providing that a network analyzer is available for tuning of the
antenna via the match network. Good BW performance and good TRP efficiency.
Cons: Usage of discrete components in antenna matching is compulsory.
Figure 25: 56 MHz Bandwidth Measurement (868 MHz) @ SWR of 2.0
This type of antenna basically shows that for a given available area a trace length which is shorter than a quarter wave length of the desired frequency can be matched by adding inductance to the antenna feed point.
This antenna has not been simulated, yet the TRP results are good and equal the other antennas performances at this frequency. Board 5 (3.1.5) is similar concept but for a larger
board size.
3.1.11 Board #11: Helical Wire Antenna – 915 MHz
Figure 26: Board #11: Helical Wire Antenna – 915 MHz
Size Width (mm) Height (mm)
PCB Board 30 95
63
GND 28
BOM Ref. Designator Part Number Value
-
A11 ANTENNA FACTOR ANT-
916-HETH
Z111 NC -
Z112 Murata
18 nH
LQG15HS18NJ02D
27 nH
Z113 Murata
LQG15HS27NJ02D
Table 11: PCB Size and BOM for Board #11: Helical Wire Antenna – 915 MHz
Pros: Good TRP efficiency, compact design and strong mechanical design.
Figure 27: 62 MHz Bandwidth Measurement (915 MHz) @ SWR of 2.0
3.1.12 Board #12: Mitsubishi Chip Antenna – 433 MHz
Figure 28: Board #12: Mitsubishi Chip Antenna – 433 MHz
Size Width (mm) Height (mm)
PCB Board 35 95
GND 33
63
BOM Ref. Designator Murata Part Number Value
-
AMD1103-
MITSUBISHI
A12
ST01T
Z121 NC -
Z122 Murata LQG15HS68NJ02 68 nH
39 nH
Z123 Murata
LQG15HS39NJ02D
Table 12: PCB Size and BOM for Board #12: Mitsubishi Chip Antenna – 433 MHz
Pros: Good BW and easy to match.
Cons: Generally, it is difficult to achieve high TRP efficiencies with a chip antenna at 433 MHz.
2.4G八木天线的制作方法
2.4G八木天线的制作方法 好长时间没有上来更新了。一则单位事儿多，没空；二则，自己心情也不太好，没兴致。上周查单子时突然发现家里的ADSL快到期了，想想邻居家里的AD是2M的，自己用不了怪可惜的，不如我跟他合用，但是距离太原，无法拉网线，从网上得知可以用无线路由器及无线网卡组件无线局域网，时间长距离的无线传输，于是在网上查找资料，研究可行性。网上这方面的资料还真不少，但是国内的资料大部分都是照抄国外的，于是直接上国外网站查找，国外无线电爱好者对于2.4G的网络研究比国内要早好多年，因此各种数据比较准确，图纸资料也比较全。2.4G的定向天线有很多种:罐头盒式，反射板式，八木天线，卫星天线，裂隙天线，螺旋天线，以及厨房用具的简单天线。根据天线的制作难易程度以及取材方面考虑，罐头盒式和反射式太简单，厨房用具的那些玩玩倒可以不实用，螺旋天线还要分左旋和右旋，卫星天线和裂隙天线太专业，手工制作不现实。最后决定制作八木天线，虽然要求精度也很高，制作精度要求不低于0.1MM，但是取材和工艺还是能满足的。 第一步选材；根据图纸计算材料，1根12MM的有机玻璃棒，市场上没有12.7MM的，这个尺寸没有问题。直径3.3的铜棒，宽4MM厚1MM的铜条，50欧--5的电缆，虽然比不上--7的电缆，但是只需要1米，效果还是能保证的。由于没有3.3的规格的铜棒，只好用3.2的铜焊条挂上一层焊锡，尺寸比较接近了。 第二步钻孔：给有机玻璃棒上钻15个孔，根据图纸用游标卡尺在有机玻璃棒上画好线，标注好孔位置，这一步很关键，孔的位置将直接影响到后续的工艺精度，钻孔时也要注意，要用台钻，一气呵成，保证所有孔在一条直线上，孔的间距要满足尺寸要求，并且孔的垂直度要保证，否则装上振子后就会发现振子不在一个平面上了。钻头用3.2MM的。 第三步制作振子：根据图纸用钢锯将振子裁好，注意尺寸稍微留长一点，然后用锉刀和砂轮将振子长度调整到标准尺寸，要求精度不小于0.1MM。主振子用铜条打磨弯形挂锡，焊上电缆待用。 第四步安装振子：由于孔是3.2MM多一点的，振子也是3.2MM多一点，因此有些振子安装上后会发现松动，无法固定在孔内，这是可以将振子上再挂点锡，用锉刀修磨到能紧配安装。主振子安装时要求距离第一个振子的位置要固定，上下位置也要固定，但是还不用用任何金属材料来固定，我是用短有机玻璃棒根据振子尺寸锯上缺口，使主振子卡在两个振子之间。 第五步装外壳：根据天线的尺寸使用相应的PVC管将之套入，两头用PVC堵头封住，电缆孔用密封胶封住。 到此为止，一个2.4G的八木天线算是大功告成，据说增益能达到15dbi，剩下的事儿就是用设备调试了。 因为还没有相中合适的设备，所以实验还要过几天做。先把部分照片放上，完全是个人爱好，不正之处欢迎拍砖。 材料
基于HFSS的4_24微带阵列天线的研究与设计_惠鹏飞
第26卷第5期 齐 齐 哈 尔 大 学 学 报 Vol.26,No.5 2010年9月 Journal of Qiqihar University Sep.,2010 基于HFSS 的4×24微带阵列天线的研究与设计 惠鹏飞，夏颖，周喜权，陶佰睿，苗凤娟 （齐齐哈尔大学 通信与电子工程学院，黑龙江 齐齐哈尔 161006） 摘要：微带阵列天线的馈电方式有微带线馈电和同轴馈电两种方式，本文利用HFSS软件对微带阵列天线进行了研 究，分析了两种馈电方式的传输损耗及其对天线方向图的影响，利用模块化的设计方法实现了一种基于同轴线馈 电结构的多元矩形微带阵列天线。在HFSS仿真设计环境里对天线进行了物理建模，该微带阵列天线的方向图特性 良好，工程上实现比较方便。 关键词：微带阵列天线；模块化设计；HFSS 仿真；物理建模；方向图 中图分类号：TN820.1 文献标识码：A 文章编号：1007-984X(2010)05-0009-04 随着无线电技术的发展，微带天线在许多领域得到了越来越广泛的应用，主要应用场合包括：卫星通信、多普勒雷达及其它制式雷达、导弹遥测系统、复杂天线中的馈电单元等[1] 。微带天线通常采用天线阵列的形式，由馈电网络控制对天线子阵的激励幅度和相位，以获得高增益、强方向性等特点。 微带阵列天线的馈电方式主要有微带线馈电和同轴线馈电方式两种。利用微带线馈电时，馈线与微带贴片是共面的，因此可以方便地光刻，但缺点是损耗较大，在高效率的天馈系统里的应用受到较大限制[2]。本文首先对微带馈电网络产生的损耗进行了详细分析，利用HFSS 软件设计了2×4结构的微带子阵，采用同轴馈电的方式，利用模块化设计方法和方向图叠加原理最终实现了4×24矩形微带阵列天线，仿真设计结果表明，该大型矩形微带阵列天线的各项指标参数良好，设计思想得到了很好的验证。 1 微带阵列及馈电网络损耗分析 1.1 微带阵列理论 微带天线单元的增益较小，一般单个贴片单元的辐射增益只有6～8 dB，为了实现远距离传输和获得更大的增益，尤其是对天线的方向性要求比较苛刻的场合，常采用由微带辐射单元组成的微带阵列天线，如果对增益要求较高，可采用大型微带阵列天线结构[3]。 首先分析平面微带阵列天线的激励电流与电场分布情况，无论是线天线还是面天线，其辐射源都是高频电流源，天线系统将高频电流源的能量转换成电磁波的形式发射出去，讨论电流源的辐射场是分析天线的基础。假设由若干相同的微带天线元组成的平面阵结构，建立三维坐标系分析阵列天线的场量分布情况。以阵列的中心为坐标原点，天线在x 轴方向和y 轴方向的单元编号分别用m 和n 表示。以原点天线单元为相位参考点，为了简化分析，假设阵列中各单元间互耦影响可以忽略不计，各单元激励电流为 j()e xs ys m n mn I ψψ?+，天线阵在远区的辐射总场(,)E θ?为 ()(,)(,)E f S θ?θ?θ??,= 式中，(,)f θ?为阵元的方向性函数，(,)S θ?为平面阵的阵方向性函数。平面阵因子是两个线阵因子的乘积，可以利用线阵方向性分析的结论来分析平面阵列的方向性。 1.2 馈电网络及损耗分析 天线只有承载高频电流才能有电磁波辐射，馈线指将高频交流电能从电路的某一段传送到另一段所用 的设备，对天线的馈电包括对单元天线的馈电和阵列天线的馈电两种形式。当利用传输线对阵列结构进行 收稿日期：2010-06-06 基金项目：齐齐哈尔市科技局工业攻关项目（GYGG-09011-2） 作者简介：惠鹏飞（1980-）,男，辽宁凌源人，讲师，硕士，主要从事雷达极化信息处理的研究，weibo505@https://www.wendangku.net/doc/cb11397588.html,。
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
八木天线的原理和制作
八木天線的原理和製作 八木天线（YaGi Antenna）也叫引向天线或波导天线，因为八木秀次（YaGi）教授首先用详细的理论去解释了这种天线的工作原理，所以叫做八木天线，它是由HF，到VHF，UHF波段中最常用的方向性天线。 八木天线是由一个有源激励振子（Driver Element）和若干无源振子组成，所有振子都平行装制在同一平面上，其中心通常用一铅通（也可用非金属──木方）固定。有源振子就是一个基本半波偶极天线（Dipole），商品八木天线──尤其是用在电视接收时，则多用折合式半段偶极天线做有源振子，好处是阻抗较高，匹配容易频率亦较宽阔，适合电视讯号的8MHz通频带。但折合式振子在业余条件下，制作较难，而宽带带亦会引入较大噪音，因此常见的八木天线多用基本半波偶极型式的有源振子。至于无源振子根据它的功能可以分为反射器（Reflector）和导向器（Director）两种。通常反射器的长度比有源振子长4～5%，而导向器可以有多个，第1～4个导向器的长度通常比有源振子顺序递减2～5%。 由反射器至最前的一个导向器的距离叫做这个八木天线长度。通常收发机的天线输出端，都只是接到八木天线的有源振子。反射器和导向器通常与收发机没有任何电气连接，但在有源振子作用下，两者都会产生感应电压表，电流，其幅度各相位则与无源振子间的距离有关，亦和无源振子的长度有关。因为当振子间的距离不同时，电源走过的途径距离也不同，就会形成不同的相位差。当无源振子的长度不同时，呈现的阻抗也不同。适当地安排反射器的长度，和它与有源振子的距离，便可使反射器和有源振子产生的电磁场在反射器后方相互抵消，而在有源振子前方上相加。同样，适当地安排导向器的长度和它到有源振子的距离，可以使导向器和有源振子在主方向上产生的电磁场相加。这样由有源振子幅射的电波，在加入反射器和导向器后，将沿着导各器的方向形成较强的电磁场，亦即单方向的幅射了。导向器的长度相同，间距相等的八木天线称为均匀导向八木天线，特点是天线的主办窄，方向系数大，整个频带内增益均匀。而当八木天线各个导向器的长度不同，间距亦不等时叫做非均匀导向八木天线，特点是天线的主瓣较宽，方向系数较少，工作频带内增益不均匀（但在UHF以上波段并不明显），但工作频带较宽。但如果将非均匀的导向八木天线的结构设计合理，则可以显著地压缩副瓣，又不致太大扩宽主瓣和降低方向系数。
实验七-微带贴片天线的设计与仿真
实验七微带贴片天线的设计与仿真 一、实验目的 1.设计一个微带贴片天线 2..查看并分析该微带贴片天线的 二、实验设备 装有HFSS 13.0软件的笔记本电脑一台 三、实验原理 传输线模分析法求微带贴片天线的辐射原理如下图所示： 设辐射元的长为L，宽为ω，介质基片的厚度为h。现将辐射元、介质基片和接地板视为一段长为L的微带传输线，在传输线的两端断开形成开路，根据微带传输线的理论，由于基片厚度h<<λ，场沿h方向均匀分布。在最简单的情况下，场沿宽度ω方向也没有变化，而仅在长度方向(L≈λ/2)有变化。 在开路两端的电场均可以分解为相对于接地板的垂直分量和水平分量，两垂直分量方向相反，水平分量方向相同，因而在垂直于接地板的方向，两水平分量电场所产生的远区场同向叠加，而两垂直分量所产生的场反相相消。因此，两开路端的水平分量可以等效为无限大平面上同相激励的两个缝隙，缝的电场方向与长边垂直，并沿长边ω均匀分布。缝的宽度
△L≈h，长度为ω，两缝间距为L≈λ/2。这就是说，微带天线的辐射可以等效为有两个缝隙所组成的二元阵列。 四、实验内容 利用HFSS软件设计一个右手圆极化天线，此天线通过微带结构实现。中心频率为2.45GHz，选用介质基片R04003，其介电常数为εr=2.38，厚度为h =5mm。最后得到反射系数和三维方向图的仿真结果。 五、实验步骤 1.建立新工程 了方便建立模型，在Tool>Options>HFSS Options中讲Duplicate Boundaries with geometry 复选框选中。 2.将求解类型设置为激励求解类型： （1）在菜单栏中点击HFSS>Solution Type。 （2）在弹出的Solution Type窗口中 (a)选择Driven Modal。 (b)点击OK按钮。 3.设置模型单位 （1）在菜单栏中点击3D Modeler>Units。 （2）在设置单位窗口中选择：mm。 4.创建微带天线模型 （1）创建Ground Plane。 创建矩形模型，起始点的坐标：X：-45，Y：-45，Z：0.0；长、宽：dX：90，dY：90，dZ：0.0 （2）为Ground Plane设置理想金属边界，将理想边界命名为PerfE_Ground。 （3）建立介质基片。 创建长方体模型Substrate，长方体的起始点位置坐标：X：-22.5，Y：-22.5，Z：0.0；长方体X、Y、Z三个方向的尺寸：dX：45，dY：45，dZ：5；将材料设置为RogersR04003，将颜色设置为绿色。 （4）建立Patch。
(完整版)射频微带阵列天线设计毕业设计
射频微带阵列天线设计 摘要 微带天线是一种具有体积小、重量轻、剖面低、易于载体共形、易于与微波集成电路一起集成等诸多优点的天线形式，目前已在无线通信、遥感、雷达等诸多领域得到了广泛应用。同时研究也发现由于微带天线其自身结构特点，存在一些缺点，例如频带窄、增益低、方向性差等。通常将若干单个微带天线单元按照一定规律排列起来组成微带阵列天线，来增强天线的方向性，提高天线的增益。 本文在学习微带天线和天线阵的原理和基本理论，加以分析，利用Ansoft 公司的高频电磁场仿真软件HFSS，设计了中心频率在10GHz的4元均匀直线微带阵列，优化和调整了相关参数，然后分别对单个阵元和天线阵进行仿真，对仿真结果进行分析，对比两者在相关参数的差异。最后得到的研究结果表明，微带天线阵列相较于单个微带天线，由于阵元间存在互耦效应以及存在馈电网络的影响，微带阵列天线的回波损耗要大于单个阵元。但是天线阵列增益明显大于单个微带天线，且阵列天线比单个阵元具有更好的方向性。
关键词：微带天线微带阵列天线方向性增益 HFSS仿真 Design of Radio-Frequency Microstrip Array Antenna ABSTRACT Microstrip antenna is a kind of antenna form with many advantages like,small size, light weight, low profile, easy-to-carrier conformal, easy integration with many other of microwave integrated circuits and so on. Now microstrip array wildly applied in the filed of wireless
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
高增益微带八木天线的设计
高增益微带八木天线的设计
高增益微带八木天线的设计 【摘要】本文基于八木天线的结构设计并制作了一个准八木高增益微带天线，利用电磁仿真软件CST进行仿真设计。通过增加引向器的个数来增加增益随着引向器的增加，增益由4.15dBi增加到8.2dBi；通过增加x方向的单元数，压缩E 面的方向性进而提高增益，其增益由8.2dBi提高到12.7dBi。最终设计出一款工作于5.8GHz，增益约为12.7dBi，前后比为26dB的天线，实测与仿真结果基本吻合。 1、微带八木天线的设计原理 随着微波技术的发展，微带准八木天线由于其结构简单易于加工实现而成为国内外的一个研究热点。微带准八木天线的工作原理如图，采用180°相位差的微带传输线作为馈线，馈入八木天线的两臂的信号刚好等幅反向。八木天线可看作是端射式行波天线，其波瓣图可近似为间距λ/4，相位递减90°的电源端射阵。在微带八木中要实现输入端的阻抗匹配很关键，2单元6元阵子在馈电微带的阻抗匹配计算如图1所示 图1 阻抗匹配计算 八木天线的地板作为反射器，馈电后的主阵子向空间辐射电磁波，同时引向阵子由于耦合作用产生了感应电流，也向外辐射电磁波，引向器和反射器的相互作用能将有源振子辐射的能量集中到主辐射方向。引向器的数目在一定的范围内越多，方向性越强，增益就越高。有源振子的长度一般取半波长，通过调整阵子间的间距以及无源振子的长度，可以改变无源振子上产生的交变感应电流的相位和幅度，使得电磁场在主方向上叠加，从而达到增强天线辐射方向性的目的，进而提高天线的增益和辐射效率。不同数量引向阵子对应增益增量如表1所示。 表1 不同单元八木天线的增益值
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
微波课设八木天线设计
微波课设八木天线设计文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]
课设报告 课程名称：微波技术与天线 课设题目：八木天线的仿真设计 课设地点：电机馆跨越机房 专业班级：信息1002班 学号： 学生姓名： 指导教师： 2013/6/27 目录 1、设计摘要 2、设计原理 3、八木天线参数选择及设计要求 4、八木天线的HFSS10仿真 （1）建立模型 （2）确认设计 (3) S参数（反射参数） （4）2D辐射远区场方向图 （5）3D Polar 5、仿真结果分析 6、实验中的问题 7、心得体会
一、设计摘要 八木天线又称引向天线，它由一个有源振子及若干无源振子组成的线形端射天线。其结构示意图如下，在无源振子中较长的一个为反射器，其余的均为引向器，它被广泛应用于米波、分米波波段的通信、雷达、电视、及其它无线电系统中。 六元八木天线示意图 八木天线中，有源振子可以是半波振子，也可以是折合振子一般常用折合振子，以提高八木天线的输入阻抗，以便和馈电线匹配。主要作用是提高辐射能量。无源振子是若干孤立的金属杆，它与馈线和有源振子不直接相连，作用是使辐射的能量集中到天线的端向。 二、设计原理： 八木天线的工作原理是：有源振子被馈电后，向空间辐射电磁波，使无源振子中的产生感应电流，从而也产生辐射。改变无源振子的长度及其与有源振子之间的距离，无源振子上的感应电流的幅度和相位也随着改变，从而影响有源振子的方向图。若无源振子与有源振子之间的距离小于λ/4，无源振子比有源振子短时，整个电磁波能量将在无源振子方向增强；无源振子比有源振子长时，将在无源振子方向减弱。比有源振子稍长一点的称反射器，它在有源振子的一侧，起着消弱从这个方向传来的电波或从本天线发射去的电波的作用；比有源振子略短的称引向器，它位于有源振子的另一侧，它能增强从这一侧方向传来的或向这个方向发射出去的电波。通常反射器的长度比有源振子长4%～5%,而引向器可以有多个，第1～4个引向器的长度通常比有源振子顺序递减2%～5%。 本设计就是基于八木天线的基本理论的基础上，设计一个六元八木天线。三、八木天线参数选择及设计要求
矩形微带贴片天线设计及仿真
《现代电子电路》课程设计题目矩形微带天线的设计与仿真 单位（院、系）：信息工程学院 学科专业: 电子与通信工程 学号：416114410159 姓名：曾永安 时间：2011.4.25
矩形微带天线的设计与仿真 学科专业：电子与通信工程学号：416114410159 姓名：曾永安指导老师：吴毅强 摘要：本文介绍了一种谢振频率为2.45GHz，天线输入阻抗为50Ω的使用同轴线馈电的矩形微带天线。通过HFSS V10软件对该天线进行仿真、优化，最终得到最佳性能。 关键词：HFSS，微带线，天线
Design and Simulation of Rectangular Microstrip Antenna Abstract:This paper introduces a rectangular microstrip antenna which works at resonance frequency of 2.45GHz and antenna input impedance of 50Ω and is fed by coaxial cable. The model of the antenna is set up a nd simulated by ANSOFT HFSS V10 ,and the optimal parameters of the microstrip antenna are obtained as well. Key words:HFSS,Microstrip,Antenna
1.引言 微带天线的概念首先是由Deschamps于1953年提出来的，经过20多年的发展，Munson和Howell于20世纪70年代初期制造了实际的微带天线。微带天线结构简单,体积小,能与载体共形, 能和有源器件、电路等集成为统一的整体,已被大量应用于100MHz～100GHz宽频域上的无线电设备中, 特别是在飞行器和地面便携式设备中得到了广泛应用。微带天线的特征是: 比通常的微波天线有更多的物理参数, 可以有任意的几何形状和尺寸；能够提供50Ω输入阻抗,不需要匹配电路或变换器；比较容易精确制造, 可重复性较好；可通过耦合馈电, 天线和RF电路不需要物理连接；较易将发射和接收信号频段分开；辐射方向图具有各向同性。本文设计的矩形微带天线工作于ISM频段，其中心频率为2.45GHz；无线局域网、蓝牙、ZigBee等无线网络均可工作在该频段上。选用的介质板材为Rogers R04003，其相对介电常数εr=3.38,厚度h=5mm；天线使用同轴线馈电。 2.微带贴片天线理论分析 图1是一个简单的微带贴片天线的结构，由辐射元、介质层和参考地三部分组成。与天线性能相关的参数包括辐射元的长度L、辐射元的宽度W、介质层的厚度h、介质的相对介电常数 r和损耗角正切tanδ、介质层的长度LG和宽度WG。图1所示的微带贴片天线采用微带线馈电，本文将要设计的矩形微带天线采用的是同轴线馈电，也就是将同轴线街头的内芯线穿过参考点和介质层与辐射元相连接。 图1 微带天线的结构
线极化微带天线阵列的设计
线极化微带天线阵列的设计 摘要 微带、微波起源于上世纪中期，在上世纪末就已经展开了对实用天线的研究并制成了第一批实用天线，现在微带天线方面，无论在理论还是应用，都已经取得了很大进展，并在深度和广度上都获得了进一步发展。微带天线技术越来越成熟，其应用与我们的生活、军事、科技都息息相关。体积小、重量轻、剖面薄是微带天线优于普通天线的特点，并且它适合用于印刷电路技术大批量生产，所以能够制成与导弹、卫星表面相共型的结构。因此微带天线在军事、无线通信、遥感、雷达等领域得到了广泛的应用。但是根据微带天线自身的结构特点，仍存在一些缺点，例如频带窄、效率低、增益低、方向性差。解决这些问题的方法就是：将若干个天线单元有规律的排列起来，通过利用这些天线单元构成天线阵列，从而来提高天线的增益、增强天线的方向性。 本文在学习微带天线理论及微带天线阵列基本理论的基础上，利用高频电磁仿真软件HFSS对阵列天线进行仿真设计。设计了中心频率在5.8GHz的阵列天线，对天线的特性进行了深入细致的研究。分别对单个天线阵元和天线阵列进行了仿真，天线阵列的增益明显大于单个微带天线，且方向性更好。因此采用天线阵列的形式进行仿真并对结果中各相关参数进行对比分析差异，优化调整了相关参数。仿真天线的各项指标均达到要求，进行了对实物的加工，在微波暗室内测试出天线的相关参数并与设计指标、仿真结果进行比较，最终达到了设计要求。 关键词：微带天线天线阵方向性增益 HFSS仿真
ABSTRACT Microstrip, microwave, originated in the middle of the last century, in the end of la st century has launched the research of practical antenna and made the first batch of pra ctical antenna, the microstrip antenna has made breakthrough progress now, no matter in theory or application on the depth and width of further development, this new antenna has been increasingly mature, its application to our daily life, military, science and techn ology are closely related. Compared with the common antenna microstrip antenna with small volume, light weight, the characteristics of thin section, it can be made with missil e and satellite surface phase structure, and suitable for mass production printed circuit te chnology. Therefore, microstrip antenna has been widely used in wireless communicatio n, remote sensing and radar. However, according to the structure of microstrip antenna, t here are still some shortcomings, such as narrow band, low efficiency, low gain and poo r directivity. The way to solve these problems is to arrange a number of antenna element s in a regular arrangement, and make up the antenna array to improve the gain and direc tion of the antenna. Based on the theory of microstrip antenna and basic theory of microstrip antenna ar ray, HFSS is used to analyze the array antenna. The array antenna with the center freque ncy of 5.8GHZ is designed, and the characteristics of the antenna are studied in detail. T he gain of antenna array is obviously larger than that of single microstrip antenna, and t he direction is better. Therefore, the antenna array was used for simulation and the corr elation parameters in the results were compared and analyzed, and the correlation param eters were optimized and adjusted. Simulation of the antenna of the indicators are up to par, the physical processing, and testing in microwave dark room to the related paramete rs of the antenna, and comparing with design index, the simulation results, finally reach ed the design requirements. Keywords: miccrostrip antennas antenna array directivity gain HFSS simulation
引向天线研究与设计
引向天线的研究与设计 摘要：天线是一种变换器，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介（通常是自由空间）中传播的电磁波，或者进行相反的变换，它是发射和接收电磁波的重要的无线电设备，没有天线也就没有无线电通信。本文主要介绍引向天线的设计以及其MATLAB 仿真，并且讲解了天线的基础知识以及引向天线的重要参数等，让大家对引向天线有更多的认识。 关键词：引向天线、方向系数、方向图 To the antenna's research and design Abstract: the antenna is a kind of converter, it spread on a transmission of guided wave, transform into in the unbounded media (usually free space) propagation of electromagnetic waves, or opposite transformation, it is the transmission and reception of electromagnetic wave important radio equipment, no antenna there would be no radio communication. This paper mainly introduces to the antenna design and the MATLAB simulation, and explained the basic knowledge of antenna and the important parameters to antenna, giving you the right to antenna have more understanding. Keywords: to antenna, direction coefficient, direction chart 一 、天线的基础知识 1.1 基本振子的辐射 1.1.1 电基本振子的辐射 电基本振子（Electric Short Dipole ）又称电流元，它是指一段理想的高频电流直导线，其长度l 远小于波长λ，其半径a 远小于l ，同时振子沿线的电流I 处处等幅同相。用这样的电流元可以构成实际的更复杂的天线，因而电基本振子的辐射特性是研究更复杂天线辐射特性的基础。 在电磁场理论中，已给出了在球坐标系原点O 沿z 轴放置的电基本振子在无限大自由空间中场强的表达式为 (1―1―1) (1―1―2) 式中,E 为电场强度，单位为V /m ；H 为磁场强度，单位为A/m ；场强的下标r 、θ、φ表示球坐标系中矢量的各分量；e r,e θ,e φ分别为球坐标系中沿r 、θ、φ增大方向的单位矢量；ε0=10-9/(36π)(F/m)，为自由空间的介电常数；μ0=4π×10-7(H/m),为自由空间导磁率； 为自由空间相移常数，λ为自由空间波长。式中略去了时间因子e j ωt 。 1.1.2 磁基本振子的辐射 22302 2300 1sin ()421cos()411sin ()40r jkr jkr r jkr H H Il k H j e r r Il k E j e r r Il k k E A j j e r r r E θ?θ?θππωεθπωε---=?? =??=+? ???=-???=+-?? =?? r r E E e E e H H e θθ?? =+? ?=? 2/k ωπλ==
微带贴片背射天线的设计与分析
P 微带贴片背射天线的设计与分析 曹维萍1杨雪霞2张金生1李明1 (1.兰州大学信息科学与工程学院，兰州，730000; 2.上海大学通信与信息工程学院，特种光纤与光接 入网省部共建教育部重点实验室，上海，200072) 摘要：介绍一种采用微带贴片天线作为馈源的新式天线。从理论上阐述了微带贴片天线、背射天线的工作原理并且详细介绍了天线的具体设计过程。通过实验，测试了天线的性能参数。使用微波信号发生器、HP8593频谱分析仪以及天馈仪实测了天线的输入阻抗、方向图、方向性系数和输入驻波比。用比较法获得天线增益。结果表明该天线增益高、频带宽、方向性好、主瓣对称、抗干扰性能强。 关键词：微带贴片天线；背射天线；反射器；方向图 中图分类号：TN820文献标识码：A 甘肃省科技攻关计划项目 项目名称：定向多波束智能天线研究颁发部门：甘肃省科技厅 项目编号：2GS047-A52-003-03 The Design of the Backfire Antenna Fed by a Microstrip Patch Cao Wei-Ping1 ,Yang Xue-Xia2,Zhang Jin-Sheng1,Li Ming1 (1.School of Information Science and Engineering, Lanzhou University ,Lanzhou 730000,China； 2.School of Communication and Information Engineering, Shanghai University, The Special Optical Fiber and the Light Access Network Province Department altogether constructs the Ministry of Education Key Laboratory,Shanghai 200072, China) Abstract ：A new kind of antenna is proposed, which used the microstrip patch antenna as the feeding source. In the article, principle and the concrete design of the microstrip patch and the backfire antenna are introduced elaborately.The performance parameters were tested in the experiment by microwave signal analyzer、HP8593 spectral analyzer and Anritsu S331C ,The analysis results show that the Backfire Antenna fed by a Microstrip Patch not only achieves ideal gain and bandwidth, but also has good characteristics such as good directivity pattern, symmetry main petal and high interference resistance. The new kind of antenna has very high applied value. Key words: Microstrip patch antenna；Backfire antenna；Directivity pattern；Reflector 引言 本天线为解决普通微带天线固有的缺陷，如频带窄、增益不高的问题而设计。采用微带贴片天线作为辐射馈源,又在后面加些反射器作为调整。一般来说，若天线的馈源有较宽的带宽，则天线也会实现较宽的带宽[1]。本文采用附加阻抗匹配网络来提高圆形微带贴片天线的带宽。而背射天线具有副瓣电平低、增益高、波束轴对称、结构和馈电方式简单等优点，它是集谐振腔、反射面、镜像等多种原理于一体的天线型式[2]。在空间技术领域也受到重视和应用，但普通的背射天线带宽较窄。本设计中，我们即保留了背射天线的特点，又对微带贴片天线进行了改进，并将两种型式有效结合起来设计出了这种微带贴片背射天线。实验结果表明，本文设计的天线具有很好的性能。 1天线的基本结构 微带贴片背射天线结构如图1所示。M是圆盘形表面波反射器，称反射背腔或主反射器。F0、F1、F2、F3、F4、F5是六个圆形金属片，C是薄圆形铜片。为了扩展带宽，反射背腔M、同轴探针P、电容片C和圆形金属片F0组成宽带微带贴片天线，作为整个天线的馈源。为保证辐射的定向性，采用反射背腔M和副反射片F0、F1、F2、F3、F4、F5。反射背腔
实验五 微带天线设计
实验五 微带天线设计、仿真、制作与测试 一．实验目的 1.了解描述天线性能的主要参数及天线类型 2.了解微带天线的辐射机理和设计方法 3.掌握用ADS 进行微带天线优化仿真的方法与步骤 二．天线的基本原理 1.天线的辐射原理： 将传输线中的高频电磁能转成为自由空间的电磁波 将自由空间中的电磁波转化为传输线中的高频电磁能 2.电磁波辐射与场区的划分 (a) 感应近场 (b) 辐射近场 (c) 辐射远场 天线实际使用区域为辐射远场区 3.天线的分类 从方向性分：有强方向性天线、弱方向性天线、定向天线、全向天线、针状波束天线、扇形波束天线等。 从极化特性分：有线极化天线、圆极化天线和椭圆极化天线。线极化天线又分为垂直极化和水平极化天线。 从频带特性分：有窄频带天线、宽频带天线和超宽频带天线。 按天线上电流分布分: 有行波天线、驻波天线。 按使用波段分类: 有长波、超长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线和微波天线。 按天线外形分类 : 有鞭状天线、T 形天线、Γ形天线、V 形天线、菱形天线、环天线、螺旋天线、波导口天线、波导缝隙天线、喇叭天线、反射面天线等。还有八木天线，对数周期天线、阵列天线。阵列天线又有直线阵天线、平面阵天线、附在某些载体表面的共形阵列天线等。 4.天线的技术指标 （1）天线的方向性因子 方向性因子 归一化方向性因子 λ/62.031D R <λ/222D R >1(,)jkr E f e r θφ-→max ) ,(),(f f F ?θ?θ=
（2）E 面和H 面方向图 工程上常采用通过最大辐射方向的两个正交平面上的剖面图来描述天线的方向图。这两个相互正交的平面称之为主面，对于线极化天线来说通常取为E 面和H 面。 E 面：指通过天线最大辐射方向并平行于电场矢量的平面。 H 面：指通过天线最大辐射方向并平行于磁场矢量的平面。 （3）主瓣宽度 方向图主瓣上两个半功率点之间的夹角，记为2θ0.5。又称为半功率波束宽度或3dB 波束宽度。一般情况下，天线的E 面和H 面方向图的主瓣宽度不等，可分别记为2θ0.5E 和2θ0.5H 。可以描述天线波束在空间的覆盖范围，主瓣瓣宽越窄，则方向性越好，抗干扰能力越强。 （4）天线方向性系数 Pr ：被测天线距离R 处所接收到的功率密度,单位为W/m2; Pi ：为全向性天线距离R 处所接收到的功率密度, 单位为W/m2 （5）天线增益G Pr ：被测天线距离R 处所接收到的功率密度,单位为W/m2; Pi ：为全向性天线距离R 处所接收到的功率密度, 单位为W /m2 一个天线与对称振子相比较的增益用“dBd ”表示 一个天线与各向同性辐射器相比较的增益用“dBi ”表示 （6）辐射效率 Pr 为天线辐射出的功率；Pin 为馈入天线的功率。 天线增益、方向性系数和辐射效率的关系： （7）天线输入阻抗 （8）天线的极化 无线电波在空间传播时，其电场方向是按一定的规律而变化的，这种现象称为无线电波的极化。无线电波的电场方向称为电波的极化方向。如果电波的电场方向垂直于地面，我们就称它为垂直极化波。如果电波的电场方向与地面平行，则称它为水平极化波。 天线辐射的电磁场的电场方向就是天线的极化方向 （9）天线带宽 有几种不同的定义：一种是指天线增益下降三分贝时的频带宽度；一种是指在规定的驻波比下天线的工作频带宽度。在移动通信系统中是按后一种定义的，具体的说，就是当天线的输入驻波比ρ≤1.4时，天线的工作带宽。 三．微带天线 1.微带天线优点： 相同辐射功率 i r P P D =相同输入功率 i r P P G =in r P P =ηD G η=I U Z in =