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(本文已经同步到博客和公众号:文末有福利) (原创文章,转载等请与作者联系) 1. 前言: 随着无线通信的发展, WiFi对我们日常生活工作越来越重要。 作为WiFi的载体-路由器,也是经常出现在生活的各个角落。 本文主要从射频微波、天线行业等专业角度,对一些路由器的各种天线进行拆机分析, 然后从天线原理角度对路由器WiFi天线进行深入分析。 2. 常见的路由器WiFi天线 (2-1)2.4GHz 螺旋天线(螺旋套筒天线)。这种通常为高增益天线,增益一般可达到5dBi,具体原理下文仔细介绍。 (2-2)双频PCB天线。改天线为2.4GHz,5.5GHz频段的WiFi,由两根同轴线分别馈电。增益一般,毕竟牺牲了天线的尺寸。 (2-3)双频螺旋天线。增益高。(还没找到实物拆解) 路由器的天线种类很多。具体原理见下文,仿真对比见下期文章。 3. 路由器天线原理分析 (3-1)螺旋天线: 螺旋天线突出的特点是宽带特征,也是最常用的圆极化天线。 螺旋天线的一般结构如图4-1 所示。螺旋天线通常用同轴线馈电,螺旋天线的一端与同轴线的内导体相连,另一端处于自由状态。 图4-1 中,2d 为螺旋直径,l 为螺旋天线长度,s 为螺距,定义N 为螺旋圈数。 工作在中心频率f 的螺旋天线,所需的线圈数目N 的近似计算公式为: 其中,螺距s = l / N ,所需金属线总长度L = 2Nπ d 。 螺旋天线常见的两种工作模式:轴向模螺旋天线和法向模螺旋天线。 当螺旋直径D(D=2d)的长度约为0.25~0.46λ时,图(a)。 天线沿轴线方向有最大辐射,并在轴线方向产生圆极化波。这种天线称为轴向模螺旋天线,常用于通信、雷达等。 轴向模螺旋天线的绕向决定极化旋向。 右手绕向的螺旋线为右旋圆极化,左手绕向的螺旋线为左旋圆极化。 当螺旋直径D 的长度小于0.18λ时,图(b)。 天线的最大辐射方向垂直于轴线方向,类似于单极天线,具有“8”字形方向图,称之为法向模螺旋天线,一般用于小功率电台。 此时螺旋天线退化为线天线,辐射线极化波。 电磁波沿螺旋轴线传播的相速比直线偶极子小,谐振长度可以缩短,故可以减小天线尺寸。 螺旋天线是一个慢波系统,电磁波在螺旋线中的传播速度为光速c,沿轴向的等效速率为u, 有关系式:u = c sinθ , θ 为螺旋切线与水平线间的夹角, u < c,故螺旋天线是一个慢波系统,把螺旋天线中的波长称之为“导波长”。 故设计螺旋天线谐振在四分之一波长时,应该是谐振在四分之一的“导波长”上。 (3-2)螺旋套筒天线。 顾名思义,就是螺旋天线加上套筒。如上图,螺旋天线底部就是一个金属套筒。 对于简单的单极子天线来说,我们知道加粗振子可以获得很低的特性阻抗。 在天线内辐射体外面附加一与内辐射体同轴的金属套筒,就构成了套筒天线, 既等效加粗了振子,又实现了不对称形式的馈电,简单而且效果明显。通 常情况下套筒天线都可以达到倍频以上的相对带宽。就 结构而言,可以把套筒天线分成套筒单极子和套筒偶极子。 4. 路由器天线仿真对比: 文章见下一期内容。 ========******======= 白浪介绍: (1)关于射频、微波、天线、无线通信、智能硬件、软件编程、渗透安全、人工智能、区块链,Java、Android、C/C++、python等综合能力的培养提升。 (2)各种学习资料、学习软件分享。 1.扫码关注公众号(Geekxiaobai) 微信公众号 2. 如在后台发送“Python高级编程”“Python Graphics”或者“2003”,即可免费获得电 子书籍。仅供学习之用。 3. 扫码关注后,查看往期内容,会有各种资料惊喜等着你来拿哦! 想要更多相关学习资料,可以在文章后面留言哦,后期将会根据留言需求免费分享学习资料哦。 上一篇:家庭宽带怎么接电视(家庭宽带怎么接电视机) 下一篇:远程连接路由器图文教程(远程连接路由器图文教程视频) |
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