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天线的设计
2 [$ S& B+ Z6 H8 x9 z1 h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，
' z% |, ~0 y6 r( w一个良好的天线需要考虑频带、阻抗、增益等问题。" x% B! B$ r9 y0 G' ]: Q: v
基本的天线以及它的工作原理
5 w. W7 B. x8 |5 z+ T. i# ?" E9 A" e/ k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，! {7 E! A2 y+ X% Z8 }/ C
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$ m5 ]+ N# P U2 E3 z' d& m3 h
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。$ N3 ~, D J0 f$ [& W9 }$ S
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4 _/ b3 v2 T% B, K, `! f
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$ {5 Z9 y- N. L" J( y
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
, u! b0 r9 \9 m发现线离地面越高，线工作越好。3 ^" p/ H4 z8 o& Z( A
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# w$ H r5 ], ^6 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
+ O- }, V+ U8 }" O$ ?2 k& t+ M- w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
& ?2 Y7 F& K6 R f2 k9 |5 l1 t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。6 [4 L. _! v% l+ y5 F
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
# n- d: Y$ s4 t9 U8 {' A, B75 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 MHz9 j( s, G( f u+ Q/ g% Z+ 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
& y. h2 J2 O4 g( p1 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 I5 Z" J8 r$ I9 n, l/ r; t
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。
! b) n3 h) \) ]5 I- w5 P' s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，
3 V4 ?' ?# `* K. `( L# _# S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* j* H- W5 ~& @6 S$ n0 C
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。! [7 b9 z w5 k9 {+ B2 H4 r+ @5 Z$ S
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
- ^# ~ N% o, h g& _ e1 i1 p图所示。
X! X# f: U& J0 v# s7 W3 @- n
& y7 U* n8 f6 t, w
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：
( f4 I2 u% O* V1 ^f=433.92MHz c=3×/ z; h2 I! E3 h$ Y% B6 T
天线长度为1 z; ^7 a& k/ s6 m
l = λ/4 = c/4f = 17.2cm
/ W, T% B% _1 p; V/ ]# i( d- d. V' Z# L% F0 y( _) b
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发表于 2023-2-6 10:30
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