天線基本理論

學(xué)習(xí)報(bào)告

制作人：張旭峰、鄧帥飛目錄一、天線發(fā)展史簡介二、天線基本理論學(xué)習(xí)三、HFSS天線仿真訓(xùn)練四、烙鐵焊接訓(xùn)練一、天線發(fā)展史簡介閉合系統(tǒng)變?yōu)殚_放系統(tǒng)，向外輻射電磁波。1.1天線的產(chǎn)生一、天線發(fā)展史簡介單極天線倒L天線偶極天線1.2天線的發(fā)展便于實(shí)際應(yīng)用縮小體積尺寸方便阻抗匹配一、天線發(fā)展史簡介PIFA天線線型倒F天線增加容性，拓寬帶寬增強(qiáng)輻射性能1.2天線的發(fā)展

2.1電磁波電場磁場分布

無線電波是一種能量傳輸形式，在傳播過程中，電場和磁場在空間是相互垂直的，且都垂直于傳播方向。目前移動(dòng)通信使用的頻段都屬于微波（300MHZ-3000GHZ）。二、天線基本理論學(xué)習(xí)傳播方向2.2

電磁波的極化

無線電波在空間傳播時(shí)，其電場方向是按一定的規(guī)律而變化的，這種現(xiàn)象稱為無線電波的極化。天線輻射的電磁場的電場方向就是天線的極化方向。如果電波的電場方向垂直于地面，我們就稱它為垂直極化波。如果電波的電場方向與地面平行，則稱它為水平極化波。垂直極化水平極化垂直于地面平行于地面二、天線基本理論學(xué)習(xí)2.3傳輸線及天線相關(guān)電參數(shù)（1）輸入阻抗Zin

（7）方向系數(shù)D（2）特征阻抗Z0

（8）天線效率（3）反射系數(shù)Γ（9）增益系數(shù)G（4）電壓駐波比VSWR（10）總輻射功率TRP（5）回波損耗RL（11）總?cè)蜢`敏度TIS（6）S參數(shù)S11、S21（12）天線方向圖二、天線基本理論學(xué)習(xí)2024/3/2二、天線基本理論學(xué)習(xí)2.3傳輸線及天線相關(guān)電參數(shù)

RL（returnloss）回波損耗入射波功率與反射波功率之比，一般用分貝來表示VSWR電壓駐波比

波腹點(diǎn)電壓與波節(jié)點(diǎn)電壓之比二、天線基本理論學(xué)習(xí)2.3傳輸線及天線相關(guān)電參數(shù)回波損耗隨反射系數(shù)的變化曲線

RL與反射系數(shù)的關(guān)系回波損耗取決于反射信號(hào)本身的損耗二、天線基本理論學(xué)習(xí)acbS11=b/aS21=c/a2.3傳輸線及天線相關(guān)電參數(shù)2024/3/2二、天線基本理論學(xué)習(xí)2.3傳輸線及天線相關(guān)電參數(shù)方向函數(shù)D是用于描述天線輻射方向性的參數(shù)，D越大方向性越強(qiáng)，輻射峰值就越大，輻射場形越扁；反之D越小峰值就越小場形越圓。全波陣子E面方向圖半波陣子E面方向圖2024/3/2二、天線基本理論學(xué)習(xí)2.3傳輸線及天線相關(guān)電參數(shù)效率η

效率為輻射功率與入射功率之比增益Ｇ

增益Ｇ是描述方向特性和能量轉(zhuǎn)化的函數(shù)二、天線基本理論學(xué)習(xí)x=1的電抗圓弧下半圓容性短路點(diǎn)開路點(diǎn)純電阻線r=1的圓純電抗圓匹配點(diǎn)上半圓感性x=-1的電抗圓弧2.4

阻抗匹配之SmithChart二、天線基本理論學(xué)習(xí)串聯(lián)電感→正電抗將導(dǎo)致負(fù)載沿著等電阻圓順時(shí)針移動(dòng)；串聯(lián)電容→負(fù)電抗將導(dǎo)致負(fù)載沿著等電阻圓逆時(shí)針移動(dòng)；并聯(lián)電感→負(fù)電納將導(dǎo)致負(fù)載沿著等電導(dǎo)圓逆時(shí)針移動(dòng)；并聯(lián)電容→正電納將導(dǎo)致負(fù)載沿著等電導(dǎo)圓順時(shí)針移動(dòng)。2.4

阻抗匹配之SmithChart二、天線基本理論學(xué)習(xí)2.4

阻抗匹配之SmithChart沿著等電阻圓逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)例1:50歐姆串接電容沿著等電阻圓順時(shí)針旋轉(zhuǎn)二、天線基本理論學(xué)習(xí)2.4

阻抗匹配之SmithChart沿著等電導(dǎo)圓順時(shí)針旋轉(zhuǎn)二、天線基本理論學(xué)習(xí)2.4

阻抗匹配之SmithChart例3:50歐姆并接電容沿著等電導(dǎo)圓逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)二、天線基本理論學(xué)習(xí)2.4

阻抗匹配之SmithChart例4:50歐姆并接電感2024/3/2二、天線基本理論學(xué)習(xí)2.5常用頻率及波長頻率波長四分之波長900MHz0.33M0.0825M1575.42MHz0.19M0.0476M1800MHz0.167M0.04175M2.4GHz0.125M0.03125M2.5GHz0.12M0.03M2024/3/2GSM900頻率（880-960MHz）DCS1800頻率（1710-1880MHz）藍(lán)牙、wifi頻段（2.4G-2.48GHz）GPS頻段1575.42MHz±20MHzIS95CDMA頻率（825-880MHz）3G頻率(1880-2025MHz)2024/3/2IS95CDMA頻率（825-880MHz）GSM900頻率（880-960MHz）GPS頻段1575.42MHz±20MHz3G頻率(1880-2025MHz)DCS1800頻率（1710-1880MHz）藍(lán)牙、wifi頻段（2.4G-2.48GHz）2024/3/2三、HFSS天線仿真訓(xùn)練3.1微帶型半波對(duì)稱陣子天線模型2024/3/2三、HFSS天線仿真訓(xùn)練S113.1微帶型半波對(duì)稱陣子2024/3/2三、HFSS天線仿真訓(xùn)練3D輻射場型3.1微帶型半波對(duì)稱陣子2024/3/2三、HFSS天線仿真訓(xùn)練3.2倒F型天線天線模型2024/3/2三、HFSS天線仿真訓(xùn)練S113.2倒F型天線三、HFSS天線仿真訓(xùn)練3D輻射場型3.2倒F型天線2024/3/2三、HFSS天線仿真訓(xùn)練3.3PIFA型天線天線模型2024/3/2三、HFSS天線仿真訓(xùn)練S11