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关于贴片天线增益和效率的问题
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关于贴片天线增益和效率的问题
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ivyw
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0楼
发表于: 2012-04-26 17:32:07
关键词:
天线
增益
效率
刚学习天线,用ie3d仿了一个贴片天线,0.915GHZ谐振,但增益只有2dbi,天线效率只有35%,请问有大神知道怎么提高效率和增益么? ..
61rh\<bn
u g:G9vjQ
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fredhcn
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1楼
发表于: 2012-04-27 08:41:51
楼主用的什么材料?损耗多少?
;L%~c4`l~m
贴片天线的效率对介质损耗很敏感。
[IBk-opap
假设你效率由35%增加到90%,你的增益会有6dB。
DMN H?6
fToI,FA
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hefang
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2楼
发表于: 2012-04-27 12:43:39
能具体说说用什么材料好吗?
0*x?
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418232528
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3楼
发表于: 2012-04-27 12:44:42
还有就是效率是怎么计算出来的
*cI Xae^Y7
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ivyw
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4楼
发表于: 2012-04-27 13:09:58
回 2楼(fredhcn) 的帖子
材料用的FR4,设定的Er=4.3,介质损耗角=0.02,完全匹配了效率也只能到3dbi。。
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ivyw
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5楼
发表于: 2012-04-27 13:12:19
回 4楼(418232528) 的帖子
用FR4,设定的Er=4.3,介质损耗角=0.02,效率是用ie3d仿真后直接看的图形结果,软件怎么算的我就不知道了
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fredhcn
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6楼
发表于: 2012-04-27 14:55:49
回 4楼(ivyw) 的帖子
贴片类型的天线想效率高的话就不能用FR4,不信的话你把Er保留为4.3,让损耗为零(不要小看那0.02),效率和增益马上就上去了。
c:OFBVZ
用5880做过一次,效率有95%+ 实测增益7.2dB。
'0MH-M
根据我的经验解决楼主的问题有三种办法
WKDa]({k%
1.换低损耗的介质(损耗在
0.00
x量级上),效率会显著提高,增益也会相应提高
->q^$#e
2.非要用FR4的话就用其它天线形式,比如monopole、yagi,这2种对介质损耗不像patch那么敏感。
gd=gc<z YP
3.如果非要用贴片形式,也只能用FR4的话,就只能增加贴片和地之间的距离,越厚越好(至少15mm或者更大),或者干脆用2层的结构背馈
mu/GOEZ5
P-2 5]-
以下为个人理解,愿意翻书的人还是看书上说的比较标准。
!7fL'
贴片天线为何对介质损耗如此敏感?因为贴片等效的辐射源是2条磁缝,贴片距离地越远(厚度越厚),磁缝的等效辐射电阻越大。
PQJI~u9te}
贴片天线在厚度较小的时候,其辐射电阻和介质损耗的等效电阻大小可比拟,故损耗大、效率低(楼主这里低于35%)从而增益也低。
ji] H|
举个例子,比如初始状态,辐射电阻30ohm,损耗电阻30ohm,这时效率最多只有50%
jSKhWxL;'
当减小损耗一个数量级之后,辐射效率也会大幅提高,从而获得较高的增益。
这时假设损耗减小为3ohm,辐射电阻30ohm不变,效率大约就有90%
K4`)srd
<,\Op=$l3I
或者增加厚度,提高了辐射电阻之后也能使辐射效率提高。
假设损耗30ohm不变,辐射电阻增加到150ohm,这时辐射效率也有80%+
-&UP[Mq
l+!eC lM%
解决方案经过仿真验证,应该是有效的。但是后面的原因解释未经仔细推导验证,欢迎指正。
Oh]RIWL
?ZS/`P0}[
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7楼
发表于: 2012-04-27 21:01:00
回 6楼(fredhcn) 的帖子
太感谢了!!很详细!!
^xZ o.P
把介质损耗角改成0后增益接近6dbi了
+?I1Og
但还是没有大神那么高,请问大神是怎么达到7.2dbi的??求教!!!
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fredhcn
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8楼
发表于: 2012-04-28 19:29:41
回 7楼(ivyw) 的帖子
首先我用的材料跟你不同,我的材料介电常数比你的小将近一半,所以实际上做出来的尺寸比你用FR4做出来的要大一些。
2G4OK7x
实际口径比你大,增益比你大也算是比较正常的。
B > sTM
其次,我把phi0和phi90平面的方向图波宽调到一样(假设最大辐射方向为Z轴正向),这时增益就有7dB+了
?cF-w!>o8
宽边通常要长过长边才能使得phi0和phi90的波宽一样
\@ jYY~
矩形贴片的长度决定频率,宽度决定增益。你要是觉得增益不够就加宽宽边,不过你的波宽就不一定能保持一致了。
>#jfZ5t
具体要看你的设计要求了
Uz&XqjS
v o9Fj
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ivyw
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9楼
发表于: 2012-04-28 20:30:25
回 8楼(fredhcn) 的帖子
好人呐!太谢谢了!太详细了!!
-RSPYQjz
(Nky?*
实际我是做4*4的微带贴片阵列,但最后带宽只有3M,要求26M,看到资料说可以在介质中间加一层空气介质?那FR4和空气介质的高度,以及他们之间的距离应该怎么控制呢?
$SP*hkU
-\.'WZo`
另外看到有资料说微带的宽度不能低于介质宽度,如果低于,比如微带宽度只有介质高度的一半,对结果会有什么具体影响呢?
0S{dnp
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