单极天线的方向图 常见的天线种类讲解

单极天线的方向图 常见的天线种类讲解

一、平面倒L/F天线

平面倒L/F天线是单极天线的改进版本。直线单极是最基本的天线形式。他的主导共振出现在工作波长的大约1/4处。1/4波长的高度,使它的成本不低。上图展示了一个窄条状单极天线的几何结构与水平弯曲部分,下图展示了平面倒F天线。平面倒置F天线,用一个板更换散热器元件以扩大带宽。

优点:高度降低;精简后向辐射;垂直和水平极化的高增益适度。

缺点:窄带宽,在PIFA天线的馈电探针附近短路是用于减少该天线尺寸的好方法,但是这将导致窄的阻抗带宽。

改善带宽的方式,包括使用厚的空气基板,使寄生谐振器的谐振长度接近谐振频率,或者使用叠层元件改变接地平面的尺寸。

同样以下技术可减小PIFA尺寸,使用额外的短路pin,加入具有高介电常数的介电材料,天线结构的容性负载。在贴片处使用插槽,以增加天线的电气长度。

二、平面偶极/单极天线

偶极和单极是使用非常广泛的天线。单极天线是直线垂直安装在地面上,它是垂直极化,并且在水平面上具有全向弧度。为了增加单机天线的阻抗带宽,可用平板元件代替金属丝元件。不同辐射形状的平板设计已经广泛的使用,带宽可达70%。这些形状包括:圆形(BW从2.25~17.25GHz);三角、椭圆(BW1.17~12GHz);矩形(BW 53%);梯形环(BW80%)、滚动单极子(BW超过70%)。

上图为三叉戟形方形平面馈带单机天线。它的带宽是三次使用简单的馈带得到的带宽,下图为紧凑的宽带交叉板单机天线。它的横截面面积是一个相应平板交叉单机天线面积的25%,可以发出全向或近全向的辐射,辐射图大约有10GHz(1.85~11.93GHz)的带宽。