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PCB天线与微带天线要点

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天线是作无线电波的发射或接收用的一种金属装置。无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统,凡是利用电磁波来传递信息的,都依靠天线来进行工作。此外,在用电磁波传送能量方面,非信号的能量辐射也需要天线。一般天线都具有可逆性,即同一副天线既可用作发射天线也可用作接收天线。同一天线作为发射或接收的基本特性参数是相同的。这就是天线的互易定理。射频天线设计tTOP2.2 微带贴片天线微带贴片天线是由贴在带有金属地板的介质基片上的辐射贴片导体所构成的,如图 3 所示.根据天线辐射特性的需要,可以设计贴片导体为各种形状.通常贴片天线的辐射导体与金属地板距离为几十分之一波长,假设辐射电场沿导体的横向与纵向两个方向没有变化,仅沿约为半波长(入 g/2)的导体长度方向变化.则微带贴片天线的辐射基本上是由贴片导体开路边沿的边缘场引起的,辐射方向基本确定,因此,一般适用于通讯方向变化不大的 RFID 应用系统中.为了提高天线的性能并考虑其通讯方向性问题,人们还提出了各种不同的微带缝隙天线,如文献[5,6]设计了一种工作在 24GHz 的单缝隙天线和 5.9GHz 的双缝隙天线,其辐射波为线极化波;文献[7,8]开发了一种圆极化缝隙耦合贴片天线,它是可以采用左旋圆极化和右旋圆极化来对二进制数据中的‘1'和‘0'进行编码.图 3 微带天线2.3 偶极子天线在远距离耦合的 RFID 应用系统中,最常用的是偶极子天线(又称对称振子天线).偶极子天线及其演化形式如图 4 所示,其中偶极子天线由两段同样粗细和等长的直导线排成一条直线构成,信号从中间的两个端点馈入,在偶极子的两臂上将产生一定的电流分布,这种电流分布就在天线周围空间激发起电磁场•利用麦克斯韦方程就可以求出其辐射场方程:E&=f-評泌 sin 斶諒込 Azr式中 Iz 为沿振子臂分布的电流,a 为相位常数,r 是振子中点到观察点的距离 Q 为振子轴到 r 的夹角,1 为单个振子臂的长度.同样,也可以得到天线的输入阻抗、输入回波损耗 S11、阻抗带宽和天线增益等等特性参数.(b)图 4 偶极子天线(a)偶极子天线;(b)折合振子天线;(c)变形偶极子天线当单个振子臂的长度 l=入/4 时(半波振子),输入阻抗的电抗分量为零,天线输入阻抗可视为一个纯电阻.在忽略天线粗细的横向影响下,简单的偶极子天线设计可以取振子的长度 I 为入/4 的整数倍,如工作频率为 2.45GHz 的半波偶极子天线,其长度约为 6cm•当要求偶极子天线有较大的输...

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