2.4G طراحی آنتن PCB با فرکانس بالا

1. رابطه بین طول موج در PCB و طول موج در آسمان:

1) رابطه بین سرعت نور و محیط:

c = 1 / √ (εμ)

در میان آنها:

سرعت نور c = 2.99792458 × 10 ^ 8 m / s
ثابت دی الکتریک خلا ε ε = 8.854187817 * 10 ^ (- 12) A * s / (V * m)
نفوذ پذیری خلا μ μ = 4π * 10 ^ (- 7) N / A ^ 2

2) رابطه بین سرعت نور و طول موج:

λ = c / f

3) رابطه بین ثابت دی الکتریک و طول موج:

λ = 1 / (f * √ (εμ))

4) رابطه بین قدرت نسبی ε'محیط PCB ، طول موج λ'در PCB و طول موج λ در هوا:

λ '= λ / √ (ε')

طول موج 2.4G 12.5 سانتی متر است و طول موج 1/4 نیز 3.125 سانتی متر است

ثابت دی الكتریكی نسبی مواد متداول FR-4 4.6 ، ثابت مایع موثر 3.279 (محاسبه شده توسط APPCAD) و طول موج 1/4 1.726 سانتی متر است

2. طراحی آنتن F معکوس

L2 باید طول موج 1/4 باشد. بر اساس این مقدار ، قدرت نسبی موثر ماده PCB مورد استفاده را می توان 3.63/1 محاسبه کرد. این مجاز بودن نسبی باید از PCB مواد FR-5.2 ، میزان مجاز 3.656 ، میزان مجاز نسبی XNUMX ساخته شود

3. برآورد عملکرد آنتن:

به سند TI AN058 مراجعه کنید

بازتاب: Γ = (Za-Zo) / (Za + Zo)

نسبت موج ایستاده ولتاژ: VSWR = (1 + | Γ |) / (1- | Γ |)

ضرر بازگشت: S11db = 20log (Γ)

وقتی VSWR 1.5 باشد (RL = 14dB) خوب است و اگر VSWR بالاتر از 2.0 باشد (RL = 9.5dB) باید دوباره طراحی شود.

4. روش اندازه گیری نسبت موج ایستاده ولتاژ:

در سیستم آنتن ، چه آنتن و چه تجهیزات به خوبی متصل باشند یا نه ، ما اغلب از پارامتری به نام نسبت موج ایستاده برای اندازه گیری آن استفاده می کنیم. وقتی نسبت موج ایستاده 1 باشد ، به این معنی است که سیستم آنتن به خوبی مطابقت دارد و هیچ بازتابی ندارد. هرچه عدد بزرگتر باشد ، عدد بیشتر خواهد بود. این بدان معناست که هرچه شرایط مطابقت بدتر باشد ، موج منعکس شده در سیستم بزرگتر است. سپس چگونه می توان نسبت موج ایستاده آنتن را اندازه گیری کرد؟ در اینجا من یک روش نسبتاً ساده را به شما معرفی می کنم.

برای اندازه گیری نسبت موج ایستاده ، اسکنر لازم است. روش اتصال در شکل 2-1 نشان داده شده است. ابتدا ترمینال فیدر را اتصال کوتاه کنید (نزدیک انتهای سیستم آنتن). در این زمان ، سیگنال خروجی توسط اسکنر بازتاب کلی را در ترمینال فیدر ایجاد می کند. شکل موج انعکاس کل آن را همانطور که در شکل 2-2 نشان داده شده مشاهده کنید. حداکثر دامنه منحنی a است ، و سپس آنتن را به ترمینال فیدر متصل کنید. در این زمان ، حداکثر دامنه مشاهده شده روی اسکنر در محدوده فرکانس کاری b است که در شکل 2-3 نشان داده شده است. ابتدا ضریب بازتاب P = b / a را پیدا کنید و سپس از فرمول S = 1 + P / 1-P برای یافتن نسبت موج ایستاده استفاده کنید ، جایی که S نسبت موج ایستاده را نشان می دهد.