PCB天線的設(shè)計(jì)與應(yīng)用詳細(xì)說明

　　在無線應(yīng)用中，良好的天線設(shè)計(jì)是獲得良好距離和穩(wěn)定吞吐量的最關(guān)鍵因素。在低功耗和緊湊型設(shè)計(jì)中尤其如此，因?yàn)樘炀€空間不夠理想。然而，對于實(shí)現(xiàn)集成天線，存在幾種緊湊、經(jīng)濟(jì)且非常有效的選擇。為了獲得所需的性能，要求用戶至少對天線如何工作以及所涉及的設(shè)計(jì)參數(shù)有基本的了解。這些參數(shù)包括選擇正確的天線、天線調(diào)諧、匹配、增益/損耗和了解所需的輻射方向圖。本說明將幫助用戶了解天線的基本知識(shí)，并有助于為其應(yīng)用選擇正確的天線解決方案。

　　每個(gè)承載射頻電流的結(jié)構(gòu)都會(huì)產(chǎn)生電磁場，并在一定程度上輻射射頻功率，同樣，外部射頻場也會(huì)在結(jié)構(gòu)中引入電流。這意味著理論上任何金屬結(jié)構(gòu)都可以用作天線。然而，一些結(jié)構(gòu)比其他結(jié)構(gòu)更有效地輻射和接收射頻功率。下面的一組示例解釋了這個(gè)概念。傳輸線（帶狀線、同軸線等）被設(shè)計(jì)成以盡可能小的輻射損耗傳輸射頻功率，因?yàn)檫@些結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)成包含電磁場。要從這樣的結(jié)構(gòu)中獲得任何可觀的輻射，需要過高的射頻電流，這會(huì)由于高損耗而導(dǎo)致低效率。同樣，將射頻電流引入結(jié)構(gòu)的能力也很重要，由饋源點(diǎn)阻抗來描述。如果饋源點(diǎn)阻抗很高、很低和/或很復(fù)雜，很難有效地引入射頻電流。與射頻場的波長相比，天線結(jié)構(gòu)應(yīng)具有合理的尺寸。自然大小是波長的一半，在2.4ghz的ISM波段約為6cm。這種尺寸是有效的，因?yàn)楫?dāng)以射頻功率為中心點(diǎn)時(shí)，結(jié)構(gòu)在半波頻率處是共振的。減小6厘米以下的尺寸往往會(huì)使天線在射頻場中不太可見，并且不會(huì)產(chǎn)生共振，從而導(dǎo)致效率低下。不是所有的結(jié)構(gòu)都能制造出有效的天線。已經(jīng)設(shè)計(jì)出許多能提供良好效率和阻抗匹配的結(jié)構(gòu)，但大多數(shù)都是由一些基本結(jié)構(gòu)派生出來的。本文稍后將簡要介紹這些基本天線，并就如何成功實(shí)現(xiàn)這些天線提出一些好的建議。本注釋不包括與天線理論有關(guān)的復(fù)雜公式，因?yàn)樗隽吮咀⑨尩姆秶?。本說明旨在提供天線如何工作的基本信息，這將允許用戶以最少的嘗試次數(shù)獲得合理的性能。如果用戶對執(zhí)行復(fù)雜的計(jì)算和天線模擬感興趣，他們應(yīng)該參考大量和廣泛可用的有關(guān)天線理論和設(shè)計(jì)的文獻(xiàn)。請注意，簡單地復(fù)制現(xiàn)有設(shè)計(jì)并不一定能確保合理的性能。許多外部因素會(huì)影響天線的調(diào)諧、增益、輻射方向圖等。如果將一組環(huán)境因素調(diào)諧到一個(gè)新的環(huán)境中，一個(gè)天線可能根本無法工作，可能需要進(jìn)行大量調(diào)諧才能達(dá)到甚至合理的性能。

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