该天线元件的用途是什么?

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2022-01-19 00:02:56

我有一个 5GHz 23dBi Wi-Fi 平板天线,其几何形状如下图所示。

23dBi平板天线在此处输入图像描述

我一直很好奇这种奇怪的天线设计的目的。这些元素具有如此独特的形状,并且每个都略有不同,尽管有很多对称性。有些元素没有连接到任何东西(寄生?),但许多元素与中心线相关联。天线下方有一个接地平面(约一英寸),驱动元件蚀刻在 PCB 上。

如此复杂的几何形状,这样的设计是如何产生的?我在一定程度上熟悉电磁学和天线理论,但我还不明白这一点。

1个回答

它似乎是一个贴片天线阵列,类似于(在您可以在谷歌上搜索的许多图像中)这个:

在此处输入图像描述

贴片天线阵列是一种特殊的微带天线您可以在本文中找到有关它们的许多详细信息。

相关摘录:

平面微带阵列

平面微带阵列用于形成笔形光束,阵列元件可以以多种方式馈电。在第一个示例中,公司提要用于分别激活每个数组元素。一个例子如图 10,4 所示,它由贴片辐射器和微带馈线网络组成。插入补丁提要以实现与提要线的良好匹配。馈线的长度相似,因此波束指向在所有频率下都指向阵列的宽边。带宽受补丁本身的限制,通常为百分之几。馈线相当长,增加了损耗机制,并且在弯曲和连接处会产生杂散辐射。

在此处输入图像描述

既然您说您对天线理论有所了解,您可能会欣赏这样的平面天线阵列如何生成有用的辐射方向图,如下面的模拟图像所示:

在此处输入图像描述

编辑(在互联网上进行更彻底的搜索后)

您可能会发现以下文章非常有趣,因为它简洁而清晰地解释了贴片天线的基础知识:

部分摘录:

主题包括操作原理、阻抗匹配、辐射模式、圆极化、带宽、效率、替代馈电类型、堆叠贴片和更高模式行为。

[...]

基本微带贴片的特性

微带或贴片天线是一种薄型天线,与其他天线相比具有许多优点:重量轻、价格便宜,并且 LNA 和 SSPA 等电子设备可以很容易地与这些天线集成。虽然天线可以是 3D 结构(例如,缠绕在圆柱体上),但它通常是扁平的,这就是为什么贴片天线有时被称为平面天线的原因。