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關(guān)于貼片天線增益和效率的問題

文章來源: 互聯(lián)網(wǎng)    錄入: mweda.com   

剛學(xué)習(xí)天線,用ie3d仿了一個貼片天線,0.915GHZ諧振,但增益只有2dbi,天線效率只有35%,請問有大神知道怎么提高效率和增益么?  

網(wǎng)友回復(fù):

樓主用的什么材料?損耗多少? 
貼片天線的效率對介質(zhì)損耗很敏感。 
假設(shè)你效率由35%增加到90%,你的增益會有6dB。 
 

網(wǎng)友回復(fù):

能具體說說用什么材料好嗎? 

網(wǎng)友回復(fù):

還有就是效率是怎么計(jì)算出來的 

網(wǎng)友回復(fù):

材料用的FR4,設(shè)定的Er=4.3,介質(zhì)損耗角=0.02,完全匹配了效率也只能到3dbi。。

網(wǎng)友回復(fù):

用FR4,設(shè)定的Er=4.3,介質(zhì)損耗角=0.02,效率是用ie3d仿真后直接看的圖形結(jié)果,軟件怎么算的我就不知道了

網(wǎng)友回復(fù):

貼片類型的天線想效率高的話就不能用FR4,不信的話你把Er保留為4.3,讓損耗為零(不要小看那0.02),效率和增益馬上就上去了。 
用5880做過一次,效率有95%+ 實(shí)測增益7.2dB。 
根據(jù)我的經(jīng)驗(yàn)解決樓主的問題有三種辦法 
1.換低損耗的介質(zhì)(損耗在0.00x量級上),效率會顯著提高,增益也會相應(yīng)提高 
2.非要用FR4的話就用其它天線形式,比如monopole、yagi,這2種對介質(zhì)損耗不像patch那么敏感。 
3.如果非要用貼片形式,也只能用FR4的話,就只能增加貼片和地之間的距離,越厚越好(至少15mm或者更大),或者干脆用2層的結(jié)構(gòu)背饋 
 
以下為個人理解,愿意翻書的人還是看書上說的比較標(biāo)準(zhǔn)。 
貼片天線為何對介質(zhì)損耗如此敏感?因?yàn)橘N片等效的輻射源是2條磁縫,貼片距離地越遠(yuǎn)(厚度越厚),磁縫的等效輻射電阻越大。 
貼片天線在厚度較小的時候,其輻射電阻和介質(zhì)損耗的等效電阻大小可比擬,故損耗大、效率低(樓主這里低于35%)從而增益也低。 
舉個例子,比如初始狀態(tài),輻射電阻30ohm,損耗電阻30ohm,這時效率最多只有50% 
當(dāng)減小損耗一個數(shù)量級之后,輻射效率也會大幅提高,從而獲得較高的增益。這時假設(shè)損耗減小為3ohm,輻射電阻30ohm不變,效率大約就有90% 
 
或者增加厚度,提高了輻射電阻之后也能使輻射效率提高。  假設(shè)損耗30ohm不變,輻射電阻增加到150ohm,這時輻射效率也有80%+    
 
解決方案經(jīng)過仿真驗(yàn)證,應(yīng)該是有效的。但是后面的原因解釋未經(jīng)仔細(xì)推導(dǎo)驗(yàn)證,歡迎指正。 
 

網(wǎng)友回復(fù):

太感謝了!很詳細(xì)! 
把介質(zhì)損耗角改成0后增益接近6dbi了 
但還是沒有大神那么高,請問大神是怎么達(dá)到7.2dbi的?求教!

網(wǎng)友回復(fù):

首先我用的材料跟你不同,我的材料介電常數(shù)比你的小將近一半,所以實(shí)際上做出來的尺寸比你用FR4做出來的要大一些。 
實(shí)際口徑比你大,增益比你大也算是比較正常的。 
其次,我把phi0和phi90平面的方向圖波寬調(diào)到一樣(假設(shè)最大輻射方向?yàn)閆軸正向),這時增益就有7dB+了 
寬邊通常要長過長邊才能使得phi0和phi90的波寬一樣 
矩形貼片的長度決定頻率,寬度決定增益。你要是覺得增益不夠就加寬寬邊,不過你的波寬就不一定能保持一致了。 
具體要看你的設(shè)計(jì)要求了 
 

網(wǎng)友回復(fù):

好人吶!太謝謝了!太詳細(xì)了! 
 
實(shí)際我是做4*4的微帶貼片陣列,但最后帶寬只有3M,要求26M,看到資料說可以在介質(zhì)中間加一層空氣介質(zhì)?那FR4和空氣介質(zhì)的高度,以及他們之間的距離應(yīng)該怎么控制呢? 
 
另外看到有資料說微帶的寬度不能低于介質(zhì)寬度,如果低于,比如微帶寬度只有介質(zhì)高度的一半,對結(jié)果會有什么具體影響呢? 

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