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天线的设计
8 D( J0 u; }+ R1 n对于一个无线系统来说，需要考虑的一个问题是天线的设计问题，天线的设计是一个很精密的工作，
+ f; u! L* i) b9 ~2 A+ ]% N一个良好的天线需要考虑频带、阻抗、增益等问题。
2 i& S: ~& Q/ X9 n# u基本的天线以及它的工作原理4 a4 ~! G- T; x" D4 e
一个天线能定义为任何线或导体，它载送一脉冲和交流电流。这个电流在线周围将产生一个电磁场，
8 R* _8 s) c* o: _6 n4 d; H) g {9 |这场将产生脉冲或变化随着电流的变化。如果另外一个线放在附近，通过这个线的电磁场线将导出一个电. v! h+ R9 c1 c. A4 m" f5 ~
流，这个电流和原始电流一样，只是弱一些，如果线圈对波长相对地长，它将在较长距离辐射大部分场。
$ {* i) g, r( S% w+ p4 Z* M$ h' L- t最简单的天线是鞭状天线，这是一个 1/4 波长线放在一个地线层。最常见的例子是在汽车和用在无线
& s: y+ l7 f1 ]) j广播收音机、电缆均衡放大器、业余电台和蜂窝电话上。这个设计要追溯到 1890 年马可尼想要证明天线
u, N/ u |4 _' R) L" d! T* v8 F信号能传播较长距离。为了成功，他不得不在地面上拉一根长线。因为频率低，波长长，线必须长，他也
0 D d R7 {" c( t0 `, Q发现线离地面越高，线工作越好。
$ L9 |4 x6 |; }& c0 e2 E所有的天线像其它任何电子元件一样，有至少两连接点。对鞭形天线，必须有连接点和地连接，虽然
A3 @( ]! L: U% H- k+ A$ \6 t- v ^地线层区只有一个电路痕迹和一个电池。鞭形天线和地线层结合形成一个完整的电路。叫磁场在鞭形天线0 B$ X2 d8 H% m; |3 X1 T
和地线层间建立起来。当电流通过场时就形成了整个电路。理想的地线层要围着鞭形天线基扩展至少 1/4
' s( x' h0 ]) N) ~+ [, m' e波长，或更多。地线层可被做得更小，但它将影响鞭形天线的性能。在设计天线时，必须考虑地线层面积。
* q- L3 b+ x$ g% H7 @) U q- Q# \四分之一鞭形天线不是一个紧凑天线，在 1MHz，在 AM 广播带宽中，四分之一波长大约 246 英尺（或
1 c7 r6 W A- A& I1 a9 D' O75 米），在 100MHz，在 FM 广播带宽中，它大约是 30 英寸（75cm），频率越高，长度越小，1000 MHz& O* i+ i9 I; r z
时大约是 3 英寸（7.5cm）。四分之一流长的一个简单计算公式是：7500/频率（MHz），单位是（cm），或* s, i, g2 g+ K$ J, c$ r7 d
2952/频率（MHz），单位是（英寸）。这个公式只是一个起动点，因为长度实际上可被缩短。如果，地线层
! ?& i a% m/ G k( C7 q是超厚且大的，且还有一包层，并不是很靠近地。如果地线层太小天线需要加长。
4 f9 l# X7 g" J0 i& E4 R0 R天线长度的测量应该从紧贴地线层的地方，或者从发射输出的地方。如果鞭形天线固定在一个盒子上，
: \4 L1 C* t3 e$ B' `$ H: w和连接一个有平滑线的发射器上，此平滑线将变成天线的一部分。为了避免电线的失调，同轴电缆被用来/ g+ l! [/ B# w; b6 i9 A
连接外部天线。在一个电路板上，同轴电缆的等价物是绕着地线层的轨迹线。
* w4 i$ |* S8 }. x- k! L鞭状天线是一种比较简单易于设计使用的天线，需要一个四分之一波长的天线垂直于地平面上，如下
5 h" u9 c7 f2 ^/ z; @$ i图所示。
p* ]: D9 `2 _- m
- a3 ], r7 `: n下面给出一个适用于免许可证产品 433.92MHz 无线产品使用的天线鞭状设计：
/ Z6 B, w6 K9 a1 }4 I' c1 I- ~! A7 af=433.92MHz c=3×! W8 v- B8 C K. r0 S
天线长度为
! A; H& x" q. Z0 o/ ~8 L3 I+ Rl = λ/4 = c/4f = 17.2cm- W6 i p2 m6 x) G0 ?
6 A. P1 R$ l5 R& a6 K# [. K: J
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发表于 2023-2-6 10:30
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