【案例分析】天线设计教程：2.4GHz对称偶极子！

2016-10-25 by:CAE仿真在线来源:互联网

之前的文章讲了很多和天线有关的东西,但是天线到底是怎么出来的呢? 到底是如何设计的,又是如何修改调试的呢?本期小编将为大家带来天线教程,手把手教你如何制作2.4G对称偶极子天线!

首先我们先要准备一下制作天线的工具和材料:工具:刻刀、烙铁、铜箔、尺子、剥线钳;
材料:一块空白的PCB板子、带I-PAX头射频线一根、焊锡丝若干;

仪器:矢量网络分析仪一台;

东西已经备齐,接下来就该开工了!我们要做的是一个2.4GHz的天线,上一篇文章我们讲过如何通过频率来计算天线的长度。2.4GHZ wifi天线用的频段是2.4GHz~2.5GHz,中间频点为2.45GHz;频率知道了那么套用公式λ=c/f,算出波长λ≈0.122m 四分之一波长的话就是30.5mm。

本期我们要做的是对称偶极子天线,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。所以偶极子天线又叫半波振子。

首先我们用刻刀和尺子,切出一条3mm宽,65mm长的条状铜箔,并粘贴在PCB板上。

然后用尺子量出两段30.5mm长的铜箔,中间段开出间隔2mm,多余部分用刻刀切掉。

然后把射频线剥好,焊接到铜箔上。

接下来就是见证奇迹的时候了,把天线连到网分上看看怎么样。

这个就是天线的驻波比了,指驻波波腹电压与波节电压幅度之比,又称为驻波系数、驻波比;驻波比等于1,表示能量完全进入天线,没有任何反射。当然这个是理想值,所以我们设计天线的时候都是想办法将驻波拉向1,图中三个小三角处分别对应2.4GHz、2.45GHz、2.5GHz。

从驻波来看,此时天线的最佳谐振点是在2.1GHz附近,从之前计算天线尺寸的公式中能看出来,频率越低对应的天线尺寸越长,这里天线的最佳谐振点偏向2.1G了,即偏低频,用调试的术语就是天线“长了”。

既然长了,那我们就把他剪短,拿起刻刀,将2片铜箔从两头同时剪短,保持长度一致。