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!--[if!supportLists]--1.dB分贝:分贝表示一种单位,即两种电或声功率之比或两种电压或电流值或类似声量之比dBm是一个表征功率绝对值的量,计算公式为:10lgP(功率值/1mw)。dBi和dBd是表征增益的量(功率增益),两者都是一个相对值,但参考基准不一样。dBi的参考基准为全方向性天线,dBd的参考基准为偶极子(dipole),所以两者略有不同。一般认为,表示同一个增益,用dBi表示出来比用dBd表示出来要大2.15dBc是相对于载波(Carrier)功率而言,在许多情况下,用来度量与载波功率的相对值,如用来度量干扰(同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等)以及耦合、杂散等的相对量值。dBw是一个表示功率绝对值的单位(也可以认为是以1W功率为基准的一个比值),计算公式为:10lg(功率值/1w)dBu是以.775v电压作为基准值的一个单位参数,dBv则是1V为基准值!--[if!supportLists]--2.antenna种类:外置天线:单极天线竖直的具有四分之一波长的天线称为单极天线,制作简单,尺寸较大,不便于携带。特点:要求的长度长,一般不使用。螺旋天线螺旋线是一种慢波结构,螺旋天线也是一种慢波化得单极天线,由于螺旋线的作用,减小了电磁波沿螺旋线传播的相速度,因此天线的长度可以缩短,也正是由于螺旋线的慢波结构,似的天线的带宽比较窄,天线的储能大,辐射效率降低。特点:良好的辐射性,体积较小,频带拓宽容易实现,但是由于体积还是较大,同时形状固定,不适合手机造型设计的要求。PCB印制螺旋天线一种变形的螺旋天线,利用PCB板的介电常数进一步降低天线的尺寸。特点:比普通螺旋天线体积更小,天线形状是扁平特性的,具有较强的灵活性,应用见多。拉杆天线一般是采用一节1/4波长螺旋和1/2波长螺旋构成,需要介质棒去耦,用来实现手机的高增益,在手持的情况下,增益可达到6dB以上。特点:有效增益高,电性能好,结构复杂,同时需要使用记忆金属做材料,价格较贵应用较少,不考虑使用。内置天线:特点:(1)可以做的非常小,不易损坏,可以将其放在手机中远离人脑的一面,而在靠近人脑的地方贴上反射层或保护层来减小天线对人体的辐射伤害。(2)可以安装多个,方便组阵,从而实现手机天线的智能化,对移动通信系统来说非常有效。内置天线的形式特别多,包括:微带贴片天线,缝隙天线,IFA天线,倒L天线,PIFA天线,陶瓷天线。微带贴片天线:微带天线是指在PCB板内或板间用PCB走铜线的方式作为天线。在设计上讲究非常多,尤其是高频的微带线更是复杂,不仅需要扎实的基础知识,同时还要有相当的经验缝隙天线:在导体面上开缝形成的天线,也称为开槽天线。典型的缝隙形状是长条形的,长度约为半个波长。缝隙可用跨接在它窄边上的传输线馈电,也可由波导或谐振腔馈电IFA天线:倒F天线倒L天线:垂直单元的短单极子和附加在单极末端的水平单元组成由于倒L天线垂直单元的高度被限制在一个波长的一小部分上,因而基本上是一个低剖面结构水平单元可变形为各种形状,总长度通常为工作波长的四分之一PIFA天线:平面倒F型天线陶瓷天线:读取距离可达2米,因其读取距离较近故又叫近距离天线,天线增益为2dbi,为室内使用工业级产品,采用陶瓷外壳,具抗干扰、抗雷、防水防尘能力内置天线主流的是PIFA天线和MONOPOLE天线PIFA天线介绍PIFA天线是从微带天线演变而来的,英文资料里也称为PatchAntenna。最简单的patch天线是一个金属片平行放置于地平面上,用同轴线或者微带线馈电即可。其辐射主要靠边缘场。假设该天线平行于大地放置,其形状为矩形,长边左右摆放,长边的长度为1/4波长。如果左边缘的场是从patch到地,那么右边缘刚好反向从地到将左右两个边缘的电场分解成水平和垂直分量,你会发现垂直分量抵消,水平分量加强。这样将会产生平行于地平面的线极化远场。就手机而言,pifa天线的主极化一般是平行于手机主地平面。此时,可以得到两个基本结论:1,这种天线的谐振波长为贴片长边的4倍(实际中请考虑介质的波长缩短效应,正比于1/sqrt(epsilon);2,这种天线的辐射主要靠边缘。而边缘的场越往外倾斜,辐射越好(开放场)。这就是为什么PIFA天线的高度如此重要的原因。加一个接地片(很多加在馈电附近)后,从微观角度来看贴片上的电流将改变流向,部分电流从右侧会流回来再回到地。这样天线的谐振频率就会降低,一般波长会在4倍于贴片长边和短边之和左右(同样要考虑波长缩短效应)。从另一个角度来说,馈电柱与短路柱是一段双线传输线。它将变换天线的阻抗。是一种变压器效应,它将部分容抗变换成感抗,从而使整个天线形成谐振。这段线越长(极限是长到1/4波长)其变化效果越明显(越敏感,实际中就是天线的高度增加)。传输变换原理大家应该清楚。当改变馈电柱和短路柱的横向尺寸或者他们之间的距离时,实际上你是在改变该段传输线的特征阻抗。也就相应地改变变换公式中平方的那部分。这就是为什么我们常说馈电点和短路的改变将比较大的改变天线的阻抗。同时也是为什么说PIFA天线一般可以不要匹配电路可以优化的(事实上,加匹配有时候会反而降低天线的传输性指标)。PIFA的结构有slotantenna,Gantenna等,一般常用G天线。Slotantenna中高低频一般是由parasitic(寄生)产生的,由于天线其实要求的是1/4波长,在这种结构中,发射片之间的槽长便近似于1/4波长,因而产生谐振点;G天线则是一般分成两块,基本相独立,一边产生低频,另一边是高频,通过控制发射片的长度可以改变频率。有时怀疑在两种结构中可能两种产生方式都存在,因为每个天线上都会有最敏感的区域,可能只是哪一种表现出的更强一点而已。一般认为,PIFA天线体积大、性能好;滑盖机一般使用此种天线进行设计。具体要求如下:1.PIFA的高度应该不小于6.5mm;2.LCM的connector应该布局在主板的键盘面;3.天线的宽度应该不小于20mm;4.从射频测试口到天线馈点的引线的阻抗保持在50欧姆;5.PIFA天线的附近的器件应该尽量做好屏蔽;6.馈点的焊盘应该不小于2mm*3mm;7.馈点焊盘(pad)应该居顶靠边;8.如果测试座布局有困难,也可以放在天线区域;9.天线区域可适当开些定位孔。10.内置天线周围七毫米内不能有马达,SPEAKER,RECEIVER等较大金属物体Monopole天线介绍Monopole中文意思为单极子,然而其实际工作原理并不如其名字一样。先从短偶极子说起,其两臂上的电荷一正一负并成正弦变化时,也就产生了交变电流(场),对外辐射。半波振子,上下臂各四分之一波长。上下臂的电流大小对称流向相同(正负电荷成对),电流强度分布是从中间馈电点处向两端点逐步由大到小。馈点处电流最大,电阻(因为正好谐振没有电抗)最小。这样的天线为平衡天线(天线上电流上下臂平衡)。现在去掉偶极天线的一臂,将另一臂换成无穷大地,大地对场的反射,根据镜像原理,一正电荷将在其镜像处感应出一负电荷,此时,天线的上臂将产生一镜像,该镜像上的电流分布完全等同于偶极天线的下臂,在这种情况下,我们称这种天线为单极天线。对于无穷大地其辐射图等同于偶极子。如果将地逐步缩小,将无法形成理想镜像,下面地的电流分布将发生变化。现今的手机,体积越来越小,机体再不能看成是大地,机体越小,手机中的单极天线受手机影响越大,因为手机俨然成为了天线的另一臂了。这种天线是非平衡天线。天线(系统)电流分上布将明显受手机体的影响。当手机的最大尺寸小于系统最小频率的四分之一波长时,天线系统将无法在该频点处产生谐振。如AMPS、PCS双频系统设计,AMPS频段就要求机体长度至少达到824MHz的四分之一波长。Monopole天线的效率极高,三星手机常用此种设计,但SAR值比较成问题。但三星折叠机比较多,天线可以远离人脑,SAR相对人脑影响较小。天线设计是个相对比较狭窄的领域,一般的RF工程师都可以进行设计,但要把天线作好是非常不容易的,需要长时间的积累。所以即便NOKIA,也把天线外包给飞创等著名天线设计公司。Monopoleantenna的SAR值,如果直板机的话,一般在2.0以上,大大超过欧标与美标。Monopole天线体积稍小、性能较差,一般不建议采用。具体要求如下:1.内置天线周围七毫米内不能有马达,SPEAKER,RECEIVER等较大金属物体。2.天线的宽度应该不小于15mm;3.内置天线附近的结构件(面)不要喷涂导电漆等导电物质。4.手机天线区域附近不要做电镀工艺以及避免设计金属装饰件等。5.内置天线正上、下方不能有与FPC重合部分,且相互边缘距离七毫米以上。6.内置天线与手机电池的间距应在5mm以上。7.Monopole必须悬空,平面结构下不能有PCB的Ground,一般内置天线必须必须离主板3mm(水平方向),在天线正下放到地的高度必须保证在5mm(垂直方向)以上,可以把主板天线区域的地挖空,目前在超薄的直板机上基本上是满足这个要求。8.由于MONOPOLES天线没有参考地,SAR一般比PIFA天线大,这是测试的难点,但是效率比PIFA天线高。其实对于MONOPOLE天线来说,只要空间够的话其性能还是可以做的比较好的,我做的一款,其效率最高可以到70%多了。horn喇叭天线喇叭天线是使用最广泛的一类微波天线,它常用于如下几个方面:1大型射电望远镜的馈源,卫星地面站的反射面天线馈源,微波中继通讯用的反射面天线馈源;2相控阵的单元天线;3在天线测量中,喇叭天线常用作对其它高增益天线进行校准和增益测试的通用标准等。喇叭天线的基本形式是把矩形波导和圆波导的开口面逐渐扩展而形成的,由于是波导开口面的逐渐扩大,改善了波导与自由空间的匹配,使得波导中的反射系数小,即波导中传输的绝大部分能量由喇叭辐射出去,反射的能量很小。Dipole偶极子天线偶极天线由两根导体组成,每根为1/4波长,即天线总长度为半波长。所以偶极子天线叫半波振子。偶极天线的振子可以水平位置,也可垂直位置。它的方向图以馈电点为对称。馈电点在半波振子的中心。馈电点的阻抗为纯电阻,近似75Ω(约73Ω)。如果把两个1/4波长的振子延长再折回到中心,并连接在一起,则成了一个折叠偶极子天线,简称折叠振子。折叠偶极子天线的阻抗也是纯电阻近似300Ω(约290Ω),显示出较高的输入阻抗,与平行馈线构成的高阻传输天线在很多场合得到运用。把偶极子天线直起来,垂直于地面,则成垂直天线。如果“去掉”下部的1/4λ振子,则成不对称垂直天线。这种情况是基于两个假设:①地面为“镜面”,地底下有1/4λ振子的“镜像”;②振子离开地面有足够的高度h。常用的垂直天线都是不对称天线,在水平向上各向同性。一种特殊的垂直天线,1/4λ振子辐射器下部还有四个径向单元。它用于40米和80米频段有较好的电离层反射效果。这种天线有个专门的名字叫马可尼天线。Array阵列天线由单一的馈电结合几何尺寸的变化和天线材料的变化来控制整个天线的电流和叠加后的定向辐射特性无法满足要求,更为自由的控制天线在空间的叠加特性进而控制定向辐射特性的方式为多个独立天线构成的阵列天线。成阵列天线的独立单元,称为天线单元、单元天线或阵元。阵列中的单元天线通常是相同类型、相同尺寸的天线。成阵列天线的独立单元,称为天线单元、单元天线或阵元。阵列中的单元天线通常是相同类型、相同尺寸的天线。阵列天线通常有四个参数需要确定,它们是:(1)单元总数;(如直线阵的N,平面阵的M×N)(2)单元在空的分布;(如直线阵的d,平面阵的、)!--[if!msEquation]--!--[if!vml]--(3)各单元的激励幅度分布;(如直线阵的!--[if!msEquation]--!--[if!vml]--,平面阵的!--[if!msEquation]--!--[if!vml]--、!--[if!msEquation]--!--[if!vml]--或!--[if!msEquation]--
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