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矩形微带天线2.4GHz(含hfss模型下载)

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微带天线的概念首先是由Deschamps 于1953年提出来的。它是在一块厚度远小于工作波长的介质基片的一面上敷以金属辐射片,另一面上全部敷以金属薄层作接地板而成的。辐射片可以根据不同的要求设计成各种形状。微带天线具有质量轻、体积小和易于制造等优点。



天线基础

As shown below👇


天线原理

微带天线的辐射机理可以用图来进行简单的说明。对于如图所示的矩形贴片微带天线,从理论上来讲,可以采用传输线模型来分析其性能。

假设辐射贴片的长度近似为半波长,宽度为w,介质基片的厚度为h,工作波长为λ。

我们可以将辐射贴片、介质基片和接地板视为一段长度为λ/2的低阻抗微带传输线,并在传输线的两端断开形成开路。由于介质基片的厚度h实入,故电场沿着厚度h方向基本没有变化。在最简单的情况下,我们可以假设电场沿着宽度n方向也没有变化。那么,在只考虑主模激励(TM,模)的情况下,传输线的场结构如图所示,辐射基本上可以认为是由辐射贴片开路边的边缘引起的。在两开路端的电场可以分解为相对于接地板的垂直分量和水平分量。由于辐射贴片长度约为半个波长,因此两垂直分量电场方向相反,水平分量电场方向相同。所以,两开路端的水平分量电场可以等效为无限大平面上同相激励的两个缝隙,缝隙的宽度为△L(近似等于基片厚度h),长度为1,两缝隙相距为半波长,缝隙的电场沿着w方向均匀分布,电场方向垂直于w方向。

贴片天线的工作频率由长度L确定。中心频率将 近似由下式给出

归一化辐射方向图为 近似由下式给出:





辐射性能

天线的方向图如下

贴片天线的方向性约为 5-7 dB。这些场是线性极化的。




End



   

微带天线因其独特的优势被广泛应用于多个领域,包括卫星通信、导航遥测遥控、武器引信、医疗器件等。随着技术的不断发展,微带天线的应用场合还将继续增多。微带天线可以按照不同的方式进行分类,如按照结构特点分为微带贴片天线、微带缝隙天线以及微带天线阵;按形状分类有圆形、矩形、环形微带天线等;按工作原理分类可以分为谐振型(驻波型)和非谐振型(行波型)微带天线。

微带天线技术,这一趋势可能会继续研究下去,因为微带天线的特点使它们从系统的角度来看非常有吸引力。导致这种情形的不是基本的微带天线的电气特性,而是它的机械和制造特性,如低成本、轻质、易共形和易于与MIC的集成。



来源:灵境地平线

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HFSS通信电场理论电气
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首次发布时间:2024-08-08
最近编辑:3月前
周末--电磁仿真
博士 微波电磁波
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关于一些射频连接器的介绍

射频相关的器件和应用设备经常会用到各种各样的射频连接器,这里将介绍一部分常用的连接器。上图是不同型号的连接器的使用频率,这里仅供参考,因为随着工艺和科技的发展,各个型号的连接器使用频率范围可能会有所变化。SMA连接器SMA型射频同轴连接器是Bendix公司和Omni-Spectra公司在上世纪50年代末期作为OSM连接器设计的,是当时最常用的射频/微波连接器之一。最初,SMA连接器设计用于0.141″半硬同轴电缆,以及军事工业中作为微波应用的精密连接器,采用聚四氟乙烯介质填充。在当时的条件下,由于SMA连接器的体积小、能在较高的频率(配接半硬电缆的频率范围为DC~18GHz;配接柔软电缆时为DC~12.4GHz)下工作,很快得到普及,现在一些公司可以生产DC~27GHz左右的SMA连接器。甚至后来发展起来的毫米波连接器(如3.5mm、2.92mm)也考虑与其机械兼容的问题。3.5mm连接器:3.5mm连接器是外导体内径为3.5mm,特性阻抗为50Ω,连接机构为1/4-36UNS-2英制螺纹的连接器。上世纪70年代中期,由美国Hewlett-Packard和Amphenol公司(主要是由HP公司研制的,早期的生产在Amphenol公司进行)推出了3.5mm连接器,工作频率可达33GHz,这是最早的可用到毫米波段的一种射频同轴连接器。与SMA连接器(包括SouthwestMicrowave的“SuperSMA”)的一个明显的区别是:3.5mm采用空气介质。3.5mm连接器的外导体较SMA连接器厚,机械强度好于SMA连接器。所以不仅电气性能优于SMA连接器,而且机械耐久性、性能的可重复性均高于SMA连接器,因此较适合于测试行业使用。2.92mm连接器:2.92mm连接器(一些厂家称这种连接器为2.9mm或者K型连接器,也有一些厂家称之为SMK、KMC、WMP4连接器等)是外导体内径为2.92mm、特性阻抗为50Ω、连接机构为1/4-36UNS-2英制螺纹的射频同轴连接器。其结构与3.5mm连接器相似,只不过更小一些。1983年,Wiltron公司William.Old.Field高级工程师在总结和克服先前推出的毫米波连接器的基础上,研制出一种新型的2.92mm/K型连接器(K型连接器是Wiltron公司的商标),其内导体直径为1.27mm,可与SMA和3.5连接器相插合。2.92mm连接器在DC~46GHz频带范围内,具有良好的电性能,且能与SMA连接器、3.5mm连接器机械兼容,很快地成为应用最为广泛的毫米波连接器之一。2.4mm连接器:外导体内径为2.4mm,阻抗50欧姆的连接器,与2.4mm连接器之间机械兼容的,就是1.85mm连接器,是外导体内径为1.85mm,两者阻抗均为50欧姆。它们内径尺寸小,所以工作频率更高,标称频率分别可达50GHz和67GHz。PS:2.92mm,3.5mm和SMA连接器可以互相连接,但是2.4mm连接器不能与这三种互连。以上内容和资料都是从不同公司和网站获取的公开资料,如有侵权内容请联系作者删除侵权相关部分。来源:灵境地平线

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