为什么 WiFi 中不用铁氧体棒状天线?

电器工程 频率 收音机 无线上网 铁氧体
2022-01-23 21:18:30

是否与软铁氧体的低矫顽力有关,在千兆赫频率下仍然不够低?

看,我将高增益接收器天线和发射器天线放在一起。空间是个问题。因此,可能与铁氧体棒相同,允许将数米长的天线缠绕在仅几英寸长的所述铁氧体棒上,铁氧体棒将用于 WiFi 天线。

我错了吗?如果有,在哪些方面?

2个回答

铁氧体棒状天线历史上用于广播 AM 接收器。这些信号约为 1 MHz,对应于 300 米数量级的波长。这个频率的半波偶极子大约有 150 米长。铁氧体的非常高的磁导率使得这种天线可以做得更小,但会牺牲一些性能。它是一种电气缩短形式。

对于 Wi-Fi,信号在 2400 MHz 或 5000 MHz 左右。这些频率的半波偶极子约为 62 毫米或 30 毫米。这足够小,即使是全尺寸天线通常也不会带来不便。这就是普通 Wi-Fi 设备不使用铁氧体棒状天线的原因:不需要它们。

但是,如果您正在制作定向天线,则这样的天线阵列可能会带来不便,您可能需要一种方法来使其更小。理论上,可以使用具有更高磁导率的材料,例如铁氧体。但是,您很难找到合适的材料。翻转铁磁材料中的磁畴需要一定的能量,而这种能量会以热量的形式损失掉。随着频率的增加,这种翻转每秒发生的次数更多,因此这些损耗的总功率变得更高。这种机制造成的损失称为滞后损失。

因此,在 Wi-Fi 频率下,用于 AM 天线的铁氧体材料将成为一个非常好的加热器和一个糟糕的天线。现代铁氧体混合物在微波频率下的损耗较低,但磁导率较低。

但是,如果您可以使用高磁导率材料加载天线,那么对偶性表明可以使用高介电常数材料进行相同操作。

事实上,确实如此。有一些介电材料在微波频率下具有可接受的低损耗。它们甚至不是特别奇特或昂贵的。我们称之为塑料。

我会给你一些参考资料,但我找不到任何好的、免费的在线规范参考资料。虽然有很多例子和研究论文:搜索“dielectric rod antenna”和“dielectric loading”。

铁氧体作为 100MHz 以上磁通量的有用集中器放弃了重影。由于 WiFi 工作频率为 2.5GHz,因此铁氧体不是很有用。如果您查看 Fair-rite 提供的最高频率铁氧体,您会看到以下图表:-

在此处输入图像描述

值得注意的是磁导率 - 只有 16。同样值得注意的是电阻损耗等于磁导率的频率 - 大约 400MHz。高于此频率,铁氧体的行为类似于典型的铁氧体磁珠并抑制信号。