【案例分析】天線設計教程：2.4GHz對稱偶極子！

2016-10-25 by:CAE仿真在線來源:互聯網

之前的文章講了很多和天線有關的東西,但是天線到底是怎么出來的呢? 到底是如何設計的,又是如何修改調試的呢?本期小編將為大家帶來天線教程,手把手教你如何制作2.4G對稱偶極子天線!

首先我們先要準備一下制作天線的工具和材料:工具:刻刀、烙鐵、銅箔、尺子、剝線鉗;
材料:一塊空白的PCB板子、帶I-PAX頭射頻線一根、焊錫絲若干;

儀器:矢量網絡分析儀一臺;

東西已經備齊,接下來就該開工了!我們要做的是一個2.4GHz的天線,上一篇文章我們講過如何通過頻率來計算天線的長度。2.4GHZ wifi天線用的頻段是2.4GHz~2.5GHz,中間頻點為2.45GHz;頻率知道了那么套用公式λ=c/f,算出波長λ≈0.122m 四分之一波長的話就是30.5mm。

本期我們要做的是對稱偶極子天線,偶極天線由兩根導體組成,每根為1/4波長,即天線總長度為半波長。所以偶極子天線又叫半波振子。

首先我們用刻刀和尺子,切出一條3mm寬,65mm長的條狀銅箔,并粘貼在PCB板上。

然后用尺子量出兩段30.5mm長的銅箔,中間段開出間隔2mm,多余部分用刻刀切掉。

然后把射頻線剝好,焊接到銅箔上。

接下來就是見證奇跡的時候了,把天線連到網分上看看怎么樣。

這個就是天線的駐波比了,指駐波波腹電壓與波節電壓幅度之比,又稱為駐波系數、駐波比;駐波比等于1,表示能量完全進入天線,沒有任何反射。當然這個是理想值,所以我們設計天線的時候都是想辦法將駐波拉向1,圖中三個小三角處分別對應2.4GHz、2.45GHz、2.5GHz。

從駐波來看,此時天線的最佳諧振點是在2.1GHz附近,從之前計算天線尺寸的公式中能看出來,頻率越低對應的天線尺寸越長,這里天線的最佳諧振點偏向2.1G了,即偏低頻,用調試的術語就是天線“長了”。

既然長了,那我們就把他剪短,拿起刻刀,將2片銅箔從兩頭同時剪短,保持長度一致。