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2.4G高頻PCB天線設計

本文部落格連結:http://blog.csdn.net/jdh99,作者:jdh,轉載請註明.

參考連結:

http://bbs.rfeda.cn/read-htm-tid-84607.html

http://www.tw-17.com/tw-17_Article_6832.html

PCB中的波長和空中波長的關係：

光速與介質的關係：

c=1/√（εμ）

其中：

光速c ＝ 2.99792458 ×10^8   m/s 
真空介電常數ε ＝8.854187817*10^(-12) A*s/(V*m) 
真空磁導率μ ＝4π*10^(-7)  N/A^2 

光速和波長之間的關係：

λ= c / f

則介電常數和波長之間的關係：

λ = 1 / (f * √（εμ）)

PCB介質相對介電常數ε',PCB中的

λ' = λ / √(ε')

2.4G的波長為12.5cm,則1/4波長為3.125cm

常用的FR-4材質的相對介電常數為4.6，有效介電常數為3.279（更具APPCAD計算），則其中的1/4波長為1.726cm

倒F天線的設計

L2應該為1/4波長,根據此值可以推算出它用的PCB材質的有效相對介電常數為3.63

此相對介電常數需要用FR-1的材質PCB，介電常數5.2，相對介電常數3.657

天線效能估算：

參考TI文件AN058

反射率：Γ = (Za - Zo) / (Za + Zo)

電壓駐波比:VSWR = (1 + |Γ|) / (1 - |Γ|)

回波損耗：S11db = 20log(Γ)

VSWR為1.5(RL = 14dB)時為良好，2.0(RL = 9.5dB)以上則需要重新設計.

電壓駐波比測量方法：

在天線系統中，天線與裝置配接是否良好我們常常用一個稱為駐波比的引數對其衡量，當駐波比為1的時，表示此天線系統匹配良好沒有反射，如此數越大則意味著匹配狀況越差，系統中存在越大的反射波。那末如何測量天線的駐波比呢？在這裡我向大家介紹一種較為簡易的辦法。

要測量駐波比需要一臺掃頻儀，接法如圖2-1，先將饋線的終端（近天線系統一端）短路，此時由於掃頻儀輸出的訊號在饋線的終端形成全反射，觀察其全反射波形如圖2-2曲線的最大幅度為a，然後將天線接入饋線的終端，此時掃頻儀上在工作頻率範圍內觀察到的最大幅度為b如圖2-3，先求出反射係數P=b/a，然後可用式S=1+P/1-P求出駐波比，式中的S表示駐波比。

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