天線基本理論

1、學(xué)習(xí)報(bào)告 制作人：張旭峰、鄧帥飛一、天線發(fā)展史簡(jiǎn)介一、天線發(fā)展史簡(jiǎn)介二、天線基本理論學(xué)習(xí)二、天線基本理論學(xué)習(xí)三、三、HFSSHFSS天線仿真訓(xùn)練天線仿真訓(xùn)練四、烙鐵焊接訓(xùn)練四、烙鐵焊接訓(xùn)練一、天線發(fā)展史簡(jiǎn)介一、天線發(fā)展史簡(jiǎn)介閉合系統(tǒng)變?yōu)殚_(kāi)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(jiǎn)介一、天線發(fā)展史簡(jiǎn)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(jiǎn)介一、天線發(fā)展史簡(jiǎn)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(chǎng)磁場(chǎng)分布電磁波電場(chǎng)磁場(chǎng)分布 無(wú)線電波是一種能量傳輸形式，在傳播過(guò)程中，電場(chǎng)無(wú)線電波是

2、一種能量傳輸形式，在傳播過(guò)程中，電場(chǎng)和磁場(chǎng)在空間是相互垂直的，且都垂直于傳播方向。目前和磁場(chǎng)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（移動(dòng)通信使用的頻段都屬于微波（300M HZ-3000G HZ300M HZ-3000G HZ）。）。二、天線基本理論學(xué)習(xí)二、天線基本理論學(xué)習(xí)傳播方向2.2 電磁波的極化電磁波的極化無(wú)線電波在空間傳播時(shí)，其電場(chǎng)方向是按一定的規(guī)律無(wú)線電波在空間傳播時(shí)，其電場(chǎng)方向是按一定的規(guī)律而變化的，這種現(xiàn)象稱為無(wú)線電波的極化。而變化的，這種現(xiàn)象稱為無(wú)線電波的極化。天線輻射的電磁天線輻射的電磁場(chǎng)的電場(chǎng)方向就是天線的極化方向場(chǎng)的電場(chǎng)方向就是天線的極化

3、方向。如果電波的電場(chǎng)方向垂如果電波的電場(chǎng)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(chǎng)方向直于地面，我們就稱它為垂直極化波。如果電波的電場(chǎng)方向與地面平行，則稱它為水平極化波與地面平行，則稱它為水平極化波。垂直極化垂直極化水平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)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)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) （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）

4、天線方向圖 二、天線基本理論學(xué)習(xí)二、天線基本理論學(xué)習(xí)2022-4-29120lg1RL 二、天線基本理論學(xué)習(xí)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)傳輸線及天線相關(guān)電參數(shù) RL（return loss）回波損耗 入射波功率與反射波功率之比，一般用分貝來(lái)表示 VSWR電壓駐波比 波腹點(diǎn)電壓與波節(jié)點(diǎn)電壓之比maxminUU二、天線基本理論學(xué)習(xí)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)傳輸線及天線相關(guān)電參數(shù)1rL 越大，越小r1=-20lgL回波損耗隨反射系數(shù)的變化曲線 RLRL與反射系數(shù)的關(guān)系與反射系數(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)二、天線基本理論學(xué)

5、習(xí)acbS11=b/aS21=c/a2.3 傳輸線及天線相關(guān)電參數(shù)傳輸線及天線相關(guān)電參數(shù)2022-4-29二、天線基本理論學(xué)習(xí)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)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(chǎng)形越扁；反之D越小峰值就越小場(chǎng)形越圓。全波陣子E面方向圖半波陣子E面方向圖2022-4-29二、天線基本理論學(xué)習(xí)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)傳輸線及天線相關(guān)電參數(shù)效率效率為輻射功率 與入射功率 之比增益增益是描述方向特性和能量轉(zhuǎn)化的函數(shù)PiP*GDIPRP=RIPP二、天線基本理論學(xué)習(xí)二、天線基

6、本理論學(xué)習(xí)x=1的電抗圓弧下半圓容性短路點(diǎn)開(kāi)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 阻抗匹配之阻抗匹配之Smith Chart二、天線基本理論學(xué)習(xí)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 阻抗匹配之阻抗匹配之Smith Chart二、天線基本理論學(xué)習(xí)二、天線基本理論學(xué)習(xí)2.4 阻抗匹配之阻抗匹配之Smith Chart沿著等電阻圓逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)例1: 50歐姆串接電容 50例2 負(fù)載串接電感

7、沿著等電阻圓順時(shí)針旋轉(zhuǎn)二、天線基本理論學(xué)習(xí)二、天線基本理論學(xué)習(xí)2.4 阻抗匹配之阻抗匹配之Smith Chart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)二、天線基本理論學(xué)習(xí)2.4 阻抗匹配之阻抗匹配之Smith Chart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)二、天線基本理論學(xué)習(xí)2.4 阻抗匹配之阻抗匹配之Smith Chart例4: 50歐姆并接電感2022-4-29二、天線基本理論學(xué)習(xí)二、天線基本理論學(xué)習(xí)2.5 常用頻率及波長(zhǎng)常用頻率及波長(zhǎng)頻率頻率波長(zhǎng)波長(zhǎng)四分之波長(zhǎng)四分之波長(zhǎng)900MHz0.33M0.0825M1575.42MHz0.19M0.0476M180

8、0MHz0.167M0.04175M2.4GHz0.125M0.03125M2.5GHz0.12M0.03M2022-4-29GSM900頻率（880-960MHz）DCS1800頻率（1710-1880MHz）藍(lán)牙、wifi頻段（2.4G-2.48GHz）GPS頻段1575.42MHz 20MHzIS95 CDMA頻率（825-880MHz）3G頻率(1880-2025MHz)2022-4-29IS95 CDMA頻率（825-880MHz）GSM900頻率（880-960MHz）GPS頻段1575.42MHz 20MHz3G頻率(1880-2025MHz)DCS1800頻率（1710-188

9、0MHz）藍(lán)牙、wifi頻段（2.4G-2.48GHz）2022-4-29三、三、HFSSHFSS天線仿真訓(xùn)練天線仿真訓(xùn)練3.1微帶型半波對(duì)稱陣子天線模型2022-4-29三、三、HFSSHFSS天線仿真訓(xùn)練天線仿真訓(xùn)練S113.1微帶型半波對(duì)稱陣子2022-4-29三、三、HFSSHFSS天線仿真訓(xùn)練天線仿真訓(xùn)練3D輻射場(chǎng)型3.1微帶型半波對(duì)稱陣子2022-4-29三、三、HFSSHFSS天線仿真訓(xùn)練天線仿真訓(xùn)練3.2倒F型天線天線模型2022-4-29三、三、HFSSHFSS天線仿真訓(xùn)練天線仿真訓(xùn)練S113.2倒F型天線三、三、HFSSHFSS天線仿真訓(xùn)練天線仿真訓(xùn)練3D輻射場(chǎng)型3.2倒F型天線2022-4-29三、三、HFSSHFSS天線仿真訓(xùn)練天線仿真訓(xùn)練3.3 PIFA型天線天線模型2022-4-29三、三、HFSSHFSS天線仿真訓(xùn)練天線仿真訓(xùn)練S113.3 PIFA型天線2022-4-29三、三、HFSSHFS