(完整版)贴片天线的工作原理和基本参数
天线工作原理与主要参数
从理论上来讲，2.4GHz是工作在ISM频段的一个频段。
ISM频段是工业，科学和医用频段。
一般来说世界各国均保留了一些无线频段，以用于工业，科学研究，和微波医疗方面的应用。
应用这些频段无需许可证，只需要遵守一定的发射功率(一般低于1W)，并且不要对其它频段造成干扰即可。
●ISM频段在各国的规定并不统一。
而2.4GHz为各国共同的ISM频段。
因此无线局域网(IEEE 802.11b/IEEE 802.11g)，蓝牙，ZigBee等无线网络，均可工作在2.4GHz频段上。
●大家所谓的2.4G无线技术，其频段处于2.405GHz-2.485GHz(科学、医药、农业)之间。
所以简称为2.4G无线技术。
●2.4G免费频段是什么意思?免费频段，是指各个国家根据各自的实际情况，并考虑尽可能与世界其他国家规定的一致性，而划分出来的一个频段，专门用于工业，医疗以及科学研究使用(ISM频段)，不需申请而可以免费使用的频段。
我们国家的2.4G频段，就是这样一个频段。
然而，为了保证大家都可以合理使用，国家对该频段内的无线收发设备，在不同环境下的使用功率做了相应的限制。
例如在城市环境下，发射功率不能超过100mW。
●2.4G无线键鼠收发模块转载请注明出自中国无线论坛/,本贴地址:/thread-102903-1-1.html天线高度的调整高度, 调整天线高度直接与基站的覆盖范围有关。
一般来说，我们用仪器测得的信号覆盖范围受两方向因素影响：一是天线所发直射波所能达到的最远距离；二是到达该地点的信号强度足以为仪器所捕捉。
900MHz移动通信是近地表面视线通信，天线所发直射波所能达到的最远距离（S）直接与收发信天线的高度有关，具体关系式可简化如下：S=2R(H+h)其中：R-地球半径，约为6370km；H-基站天线的中心点高度；h-手机或测试仪表的天线高度。
由此可见，基站无线信号所能达到的最远距离（即基站的覆盖范围）是由天线高度决定的。
贴片天线的极性分析原理
贴片天线的极性分析原理
贴片天线的极性分析原理是根据天线辐射和接收电磁波的特性来确定天线的极性。
首先，贴片天线是一种平面上的天线结构，通常由导电材料制成。
通过电流在贴片天线上的流动，产生电磁辐射或吸收电磁波。
在贴片天线的辐射中，电磁波的振动方向与天线元件的方向相关。
对于贴片天线，通常有两种主要极性类型：
1. 垂直极性（Vertical Polarization）：当贴片天线元件的大部分电流相对于地面平面垂直时，电磁波的振动方向也是垂直的，这样的贴片天线具有垂直极性。
2. 水平极性（Horizontal Polarization）：当贴片天线元件的大部分电流相对于地面平面平行时，电磁波的振动方向也是水平的，这样的贴片天线具有水平极性。
根据天线的具体结构和设计目标，贴片天线还可以具有其他极性类型，如圆极性、椭圆极性等。
在实际应用中，对于无线通信系统和接收设备，了解贴片天线的极性是非常重要的，因为信号的传播和接收效果会与天线的极性有关。
通过极性分析，可以选择
适合的天线结构和方向，以获得更好的通信效果。
30ghz的贴片天线 参数
30ghz的贴片天线参数
30GHz的贴片天线是一种用于高频通信的天线，通常用于无线通信系统、雷达系统和卫星通信系统等。
这种天线的参数包括频率范围、增益、带宽、辐射特性、驻波比等。
首先，频率范围是指天线可以工作的频率范围，对于30GHz的贴片天线来说，它的频率范围应该是在30GHz附近，可能会有一定的频率带宽。
其次，增益是指天线在特定方向上辐射能量的能力，通常用dBi（dB相对于一个理想点源天线）来表示。
对于30GHz的贴片天线，其增益通常会根据设计来确定，一般会在几dBi到几十dBi之间。
带宽是指天线在特定性能要求下能够工作的频率范围，对于30GHz的贴片天线来说，其带宽可能会在几GHz的范围内。
辐射特性包括天线的辐射图案、极化方式等，这些参数会影响天线在空间中的辐射效果，对于30GHz的贴片天线来说，其辐射特性会根据设计来确定，可能会采用定向辐射或者全向辐射。
最后，驻波比是指天线输入端的驻波比，它是衡量天线匹配性
能的重要参数，对于30GHz的贴片天线来说，其驻波比应该尽量小，以确保天线的有效工作。
总的来说，30GHz的贴片天线的参数涉及频率范围、增益、带宽、辐射特性和驻波比等，这些参数会根据具体的设计和应用需求
而有所不同。
设计和选择天线时，需要根据具体的应用场景和性能
要求来综合考虑这些参数。
贴片天线原理
贴片天线原理贴片天线是一种常见的天线类型，它具有简单、轻便、成本低廉等特点，因此在无线通信领域得到了广泛的应用。
贴片天线的原理是基于电磁场的辐射和接收，通过合适的设计和调整可以实现对特定频率的信号的辐射和接收。
贴片天线的基本结构包括天线贴片、接地板和馈电点。
天线贴片是贴片天线的核心部分，它通常是一个金属片，根据不同的设计需求可以采用不同的形状，如矩形、圆形、椭圆形等。
接地板是贴片天线的支撑结构，它通常由金属板构成，并与天线贴片相互连接。
馈电点是贴片天线的电源输入端，通过馈线将射频信号输入到天线贴片中，从而实现信号的辐射。
贴片天线的工作原理是基于天线贴片的电磁辐射和接收。
当射频信号通过馈线输入到天线贴片中时，天线贴片会产生电磁场，并将这一电磁场以无线电波的形式辐射出去。
同时，当外部的无线电波信号入射到天线贴片上时，天线贴片会感应出电流，并将这一电流信号通过馈线输出。
这样，贴片天线就实现了对无线信号的辐射和接收。
贴片天线的工作频率主要由天线贴片的尺寸和形状决定。
一般来说，天线贴片的长度和宽度会影响天线的共振频率，而天线贴片的形状则会影响天线的辐射特性。
因此，在设计贴片天线时，需要根据实际的工作频率需求来选择合适的天线贴片尺寸和形状，以确保天线能够在指定的频率范围内正常工作。
除了天线贴片的尺寸和形状外，贴片天线的性能还受到接地板和馈电点的影响。
接地板的大小和形状会影响天线的辐射效率和辐射方向，而馈电点的位置和匹配方式会影响天线的输入阻抗和辐射效率。
因此，在实际应用中，需要综合考虑天线贴片、接地板和馈电点等因素，通过合理的设计和调整来实现贴片天线的性能优化。
总的来说，贴片天线是一种简单、轻便、成本低廉的天线类型，它的工作原理是基于电磁场的辐射和接收。
通过合适的设计和调整，可以实现对特定频率的信号的辐射和接收。
在实际应用中，需要根据具体的工作频率需求，选择合适的天线贴片尺寸和形状，同时综合考虑接地板和馈电点等因素，来实现贴片天线的性能优化。
天线工作的基本原理和关键参数介绍
天线的关键参数介绍-反射系数
电磁波遇到障碍物就会产生反射。 如果终端所接负载阻抗与传输线特性阻抗不相等，在线路终端， 不仅有入射波，还会有反射波。通常把反射波V反（电压）与入 射波V入（电压）之比称为反射系数，用ρ来表示。 ρ=V反/V入……………(1) 从传输功率的观点来看，因阻抗不匹配使信号源送到负载的 功率返回去一些，称之为部分反射，若全部返送回去，就称为 全反射。对于上述的反射现象，假设传输线特性阻抗为ZC，终 端阻抗为ZX，则反射系数ρ又可表示为 ρ=( ZX- ZC)/( ZX+ ZC) ………(2) 如果ZX等于ZC，就没有反射；ZX 与ZC相差越远，反射就 越严重。
天线的分类—吸顶天线
室内吸顶天线 室内吸顶天线必须具有结构轻巧、外型美观、安装方便等优点。 现今市场上见到的室内吸顶天线，外形花色很多，但其内芯的购造 几乎都是一样的。这种吸顶天线的内部结构，虽然尺寸很小，但由 于是在天线宽带理论的基础上，借助计算机的辅助设计，以及使用 网络分析仪进行调试，所以能很好地满足在非常宽的工作频带内的 驻波比要求，按照国家标准，在很宽的频带内工作的天线其驻波比 指标为VSWR ≤ 2 。当然，能达到VSWR ≤ 1.5 更好。顺便指出， 室内吸顶天线属于低增益天线, 一般为 G = 2 dB 。
天线的基本工作原理
天线的基本工作原理
天线的基本工作原理
天线的基本工作原理
天线的基本工作原理
天线的极化方式(Polarization)-单极化
天线的基本工作原理
天线的极化方式(Polarization)-双极化
V/H (Vertical/Horizontal)
Slant (+/- 45°)
天线的基本工作原理
完整版天线基本原理
完整版天线基本原理天线是一种将电磁场能量转换成电信号或者将电信号转换成电磁场能量的无线通信线路组件。
它是无线通信系统的重要组成部分，通过接收和发射电磁波，将信息传递至接收器或者环境中。
1.天线的基本原理天线的基本原理是根据远离电流源的点的法向辐射电场的方向来确定。
当电流通过导线时，会在其周围产生电磁场。
这个电磁场包含自电场和磁场两部分。
2.天线的结构天线的常见结构包括金属导线、金属片和金属网格等。
导线型天线广泛应用于各种通信系统中，如普通天线、微带天线、螺旋天线等。
导线型天线通常由金属材料制造，包括铜、铝和银等。
导线的长度和形状会影响天线的工作频率和辐射模式。
3.天线的工作原理天线的工作原理可以简单描述为接收和发射电磁场能量。
当电磁波到达天线时，它们会在导线上引起电磁感应现象，导致电子在导线中运动，进而形成感应电流和电磁场。
接收天线将电磁波转化为电信号，通过连接到接收器或接收电路的导线将信号传递给接收器，然后接收器将其转化为有用的信息。
发射天线接收到电信号后，将其转化为电磁波，并通过导线发射出去。
4.天线的工作频率和辐射模式天线的工作频率是天线接收和发射电磁信号的频率范围。
不同类型的天线对应不同的工作频率范围。
天线的长度和形状会影响天线的共振频率。
天线的辐射模式是指天线在不同方向上的辐射能力，它受到天线的结构和工作频率的影响。
辐射模式通常用辐射图来表示，辐射图描述了天线在各个方向上的辐射能力。
5.天线的增益和效率天线的增益是指天线在一些方向上辐射能量的能力，与参考天线（理想天线）相比较。
增益越大，则天线在特定方向上的辐射能力越好。
天线的效率是指天线将输入能量转换为输出能量的比率。
天线的效率受到天线材料、结构和工作频率的影响。
提高天线效率的方法包括减少导线损耗、减少表面反射损耗等。
6.天线的常见类型常见的天线类型包括偶极子天线、螺旋天线、微带天线、天线阵列等。
偶极子天线是最常见和最简单的天线，它由两个导线构成，用于发射和接收电磁波。
天线原理、性能参数以及分类
天线原理、性能参数以及分类天线的原理要分两部分来说，⼀是发射天线，⼀是接收天线。
发射天线简单说，就是通过⼀根叫做“天线”的电极将天线与地之间形成的⾼频电场变成电磁波，从⽽能发射出去并传波到远⽅。
接收天线简单说，就是通过⼀根叫做“天线”的电极将空中传来的电磁波感应为电场，⽣成⾼频信号电压，送到接收机进⾏信号处理。
天线的性能参数1、⼯作频段（Frequency Range）⼯作频段：⽆论天线还是其他通信产品，总是在⼀定的频率范围（频带宽度）内⼯作，其取决于指标的要求。
通常情况下，满⾜指标要求的频率范围即可为天线的⼯作频率。
⼯作频段的宽度称为⼯作带宽，⼀般全向天线的⼯作带宽能达到中⼼频率的3-5%，定向天线的⼯作带宽能达到中⼼频率的5-10%。
2、输⼊阻抗（Input Impedance）输⼊阻抗：天线输⼊端信号电压与信号电流之⽐，称为天线的输⼊阻抗。
⼀般移动通信天线的输⼊阻抗为50Ω。
输⼊阻抗与天线的结构、尺⼨以及⼯作波长有关，在要求的⼯作频率范围内，使输⼊阻抗的虚部很⼩且实部相当接近50Ω，这是天线能与馈线处于良好的阻抗匹配所必须。
3、电压驻波⽐（VSWR）电压驻波⽐：天线的电压驻波⽐是把天线作为⽆耗传输线的负载时，在沿传输线产⽣的电压驻波图形上，其最⼤值与最⼩值之⽐。
驻波⽐的产⽣，是由于⼊射波能量传输到天线输⼊端并未被全部吸收（辐射）产⽣的反射波迭加⽽形成的。
VSWR越⼤，反射越⼤，匹配越差。
在移动通信系统中，⼀般要求驻波⽐⼩于1.5。
4、隔离度（Isolation）隔离度代表馈送到双极化天线⼀个端⼝(⼀种极化)的信号在另外⼀个端⼝(另⼀种极化)中出现信号的⽐例。
5、三阶互调（Third Order Inter modulation）三阶互调信号：是指两个信号在⼀个线性系统中，由于⾮线性因素存在使⼀个信号的⼆次谐波与另⼀个信号的基波产⽣差拍（混频）后的寄⽣信号。
互调现象就是由频带外的两个或多个载波频率混频后落在频带内的新的频率分量，造成系统性能下降的现象6、功率容量（Power Capacity）功率容量：天线的功率容量是指按规定的条件在规定的时间周期内可连续地加到天线上⽽⼜不致降低其性能的最⼤连续射频功率。
天线设计的原理与实现方式
天线设计的原理与实现方式天线是电磁波收发的关键部件，是无线通信中不可或缺的重要元件，不同的天线设计可以实现不同的工作频率、增益、方向性、天线匹配等性能。
本文将介绍天线设计的原理和实现方式，帮助读者更好地理解天线的工作原理和参数设计。
一、天线设计的基本原理天线是将电磁波转换为电信号或反之的电器（电磁设备），它是无线通信系统中的关键部件之一。
天线设计基本原理包括天线性能指标和天线结构设计两部分。
1、天线性能指标天线的性能指标主要包括工作频率、增益、方向性、天线匹配等。
不同的天线类型和应用场景需要不同的性能指标来实现特定的功能。
（1）工作频率工作频率是指天线在工作中所应用的频率范围，通常为频段或中心频率等。
天线的设计要根据应用环境和所需要的信号频率来确定。
（2）增益增益是指天线辐射的功率与理想点源天线辐射的功率的比值，通常以dB为单位。
天线的增益与其结构形式、工作频率、方向性等有关。
（3）方向性方向性是天线传输能量的方向特性，是指天线辐射模式的立体角分布。
天线的方向性与其结构形式、工作频率、增益等有关。
（4）天线匹配天线匹配是指天线系统整体与其驱动器之间阻抗匹配的关系，使得天线系统的传输和接收线路具有最佳阻抗匹配状态，以提高天线的输出功率和信噪比。
2、天线结构设计天线结构设计是指天线的实现方式，包括天线结构形式、阻抗匹配方式、辐射元件、天线材料等方面。
（1）天线结构形式天线结构形式可以分为线性天线、环形天线、阵列天线、反射天线、补偿天线、微带天线、偏振天线等多种形式，每种天线形式都有其特点，应根据具体要求来选择天线结构形式。
（2）阻抗匹配方式阻抗匹配方式主要有天线冷端阻抗、贴片阻抗、隔离光缆、转换器和偶合电路等多种方法。
（3）辐射元件天线的辐射元件包括天线辐射体、驱动器和辅助元件等。
辐射体和驱动器是天线最基本的组成部分，辅助元件包括反射盘、支撑杆、防射线等。
（4）天线材料天线材料主要包括导体、绝缘材料、衬底材料等。
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2. 1天线辐射分析的一般过程
天线辐射的来源是时变电流或者时变电荷。
天线分析问题就是为了确定给定源的辐射场，与分析其它电磁场问题一样，分析天线辐射问题的本质仍然是在给定边值的条件下求解无源麦克斯韦方程组：
? X 夕?= (2-1)
????
????
? X ??= - —■(2-2)
????= 0 (2-3)
????= ?? (2-4)但是，通常天线上的时变电荷和电流是未知的而且难以确定，同时天线辐射
源所激发的电磁场反过来会影响天线上的辐射源分布，因而直接求解这一边值问
题是非常困难的。
实际中常采用的近似方法来求解，即先近似提出天线上的场源分布，这里的场源包括时变的电流源？和时变的磁流源？?，再计算由此近似场源分布产生的远区辐射电磁场？和由已知场源？和??求解?和^?的方法有两种，如图2. 1所示。
一种是直接建立场源？和？?与辐射场？和？的积分关系，但是这一积分通常很难求出。
更为常用的另一种方法是引入所谓的辅助势函数，即矢量
势函数(包括磁矢势？和电矢势??。
首先根据场源分布与矢量势的积分关系得到?? 和??再对？和？微分即可求出远区场？和也尽管看起来这种方法多了一个中间过程，而且需要同时求解积分和微分，但是这时的被积函数通常会简便很多积分容易求出。
一旦求解出了矢势，则通过微分得到需要的场量就非常容易了。
In tegrati on
Pathl
Sources --------------------------------------- 扌Radiated fields
下面以仅存在电流源?的情形为例进行说明。
假设电流源？产生的辐射磁场为???根据(2. 3)可知磁场是无散的，可以由一个矢量的旋度来表示。
引入磁矢势??定义为：
???= ? X ??
(2-5)
??
于是磁场与磁矢势之间的关系为： ???=? ??? X
?? 将上式代入(
2. 2)得到电流源了产生的辐射电场巧与磁矢势才的关系: ??X ?? = -?????? -?????X
?? 引入标量势？?？将??+ ????写成 ??的
梯度场，使得 ???+ ??????? ?? 接下来，对(
6)式两端取旋度并应用二重矢量积的恒等式可以得到： ??X ???= ??■ ???????? 将(2. 9)与(2. 1)进行比较可以得到： ???s+ ?? = _???+ ??(
????s+ ??????)?? 其中??= ?????? (2-6)
定义标量势？
??满足洛仑兹条件: ??= 1 ?????
????????■ 将(2. 11)代入(2. 10)就得到了电流源？与磁矢势？
之间的关系: ?2?» ????= _???? ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ 将(2. 11)代入(2. 8)就得到了磁矢势？与辐射电场？
?之间的关系: ??? = -??? ??- ??????-?????????1???( ????? 而磁矢势？与辐射磁场？
?之间的关系已在(2. 6)中给出。
旦通过(2. 12)由?解出了 ??则立即可以由(2. 13)和(2 . 6)得到辐射电场？？与辐
射磁场????(2. 13)是一个非齐次的矢量偏微分方程，它的解由下式给出: ?? ??= ? …4?
? ??????? ?? ???? ■ ■ ?? ■
根据电磁场的对偶原理，也可以类似地得到磁流源？?与电矢势？之间的关系，以及由磁流源？?所决定的辐射电场？??和辐射磁场？??。
在电流源和磁流源同时存在的情况下，辐射总电场？是??和?的矢量叠加，而辐射总磁场？则是？??? ？??的矢
量叠加。
表2-1给出了电流源、磁流源及其所决定的矢量势和辐射场之间的所有
关系。
2.2贴片天线的辐射机理
贴片天线是本论文仿真时的需要用到的对象，下面说明贴片天线的基本结构和工作原理。
图2-2所示的是一个典型的微带线侧馈的矩形贴片天线，它由一块介质基片、位于介质基片上的金属贴片和覆盖在介质基片底面的金属地平面三部分构成。
介质基片厚度为h，h 一般远远小于自由空间波长儿介质基片的介电常数通常在2.2~12之间。
贴片尺寸为w X |，它可以看作宽为w,长为I的一段微带传输线。
由于在远离馈线的一端（图2.2中的radiati ng slot#2）是开路，因而是电压的波腹，在图2.2中的侧视图中用箭头向下的电场表示，箭头的弯曲表示出了类似于一般电容器的边缘效应。
当如图所示的贴片天线工作于基模（TM。
!。
模）
时，贴片下基片中的电场分布沿贴片宽度和基片厚度方向无变化，仅沿贴片长度
方向变化。
由于贴片的长度上大致为微带线上波长的一半，即l~入/2因而在馈
线进入的贴片一端（图2. 2中的radiati ng slot#1）也是电压波腹，但方向与另一端相反。
贴片天线的辐射是由贴片边缘与金属地平面之间的窄缝形成的，根据等效原理，窄缝上电场的辐射可由面磁流来等效，由于沿传输线方向相距半个线上波长的两缝上电场等幅反向，因而对应的面磁流等幅同向，根据二元阵列的理论可知，贴片天线的辐射场在贴片的法线方向呈最大值，这就是所谓的边射辐射。
导体站
片
微带間
线
介质堀
片
radiating
slot #2
按地檢
图2.2贴片天线的基本结构。