天线的分类
1、按工作性质可分为发射天线和接收天线。
2、按用途可分为通信天线、广播天线、电视天线、雷达天线等。
3、按方向性可分为全向天线和定向天线等。
4、按工作波长可分为超长波天线、长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线、微波天线等。
图3 微波天线
5、按结构形式和工作原理可分为线天线和面天线等。描述天线的特性参量有方向图、方向性系数、增益、输入阻抗、辐射效率、极化和频宽。
6、按维数来分可以分成两种类型:一维天线和二维天线
一维天线:由许多电线组成,这些电线或者像手机上用到的直线,或者是一些灵巧的形状,就像出现电缆之前在电视机上使用的老兔子耳朵。单极和双极天线是两种最基本的一维天线。
二维天线:变化多样,有片状(一块正方形金属)、阵列状(组织好的二维模式的一束片)、喇叭状、碟状。
7、天线根据使用场合的不同可以分为:手持台天线、车载天线、基地天线三大类。
手持台天线:就是个人使用手持对讲机的天线,常见的有橡胶天线和拉杆天线两大类。
车载天线:是指原设计安装在车辆上通讯天线,最常见应用最普遍的是吸盘天线。车载天线结构上也有缩短型、四分之一波长、中部加感型、八分之五波长、双二分之一波长等形式的天线。
基地台天线:在整个通讯系统中具有非常关键的作用,尤其是作为通讯枢纽的通信台站。常用的基地台天线有玻璃钢高增益天线、四环阵天线(八环阵天线)、定向天线。
ps.工作需要,接触到手机天线,整理一些基本知识以备查询
外在要求:
天线尺寸小,重量轻,剖面低,携带方便,机械强度好 。
电性能要求:水平面要求有全向辐射方向图,频带宽,效率高,增益高,受周围环境影响小,对人体辐射伤害小。
手机天线可按所处的位置分为外置和内置天线两大类。
手机天线按传统的天线单元形式可分为:
1.单极天线
2.螺旋天线
3.PCB印制螺旋天线
上面三种为外置天线
下面五种为内置天线
4.微带贴片天线
5.缝隙天线
6.IFA天线和倒L天线
7.PIFA
8.陶瓷天线
外置天线的的优点是频带范围宽、接收信号比较稳定、制造简单费用相对低;缺点是天线暴露于机体外易于损坏、天线靠近人体时导致性能变坏、不易加诸如反射层和保护层等来减小天线对人体的辐射伤害、同时对于FDD的系统,接收和发送必须使用不同的匹配电路。 传统的外置天线一般为单极天线,虽然制作简单,但是尺寸较大,不便于携带。
一般采用螺旋天线来降低天线的尺寸(法向螺旋),另外现在也开始使用印制在PCB的螺旋天线来得到更小尺寸与各种形状的外置天线。
这种天线还有许多种变形形式,能够实现多频、宽带的要求,有很强的灵活性,因此在外置天线中,此类天线的应用越来越广。
拉杆天线:一般是采用一节1/4波长螺旋和一节1/2波长螺旋构成,需要介质棒去耦,用来实现手机的高增益,在手持情况下,其增益可增加6dB以上。
另外还有一种所谓的介质天线,中长介质天线是一种漏波天线,其辐射特性为端射,而此处的介质天线可能是类似单极天线的天线,其通过介质谐振器的原理工作来辐射信号,可以使天线的体积大大减小,如果如此,此天线的Q值高,带宽窄,宽带与多频均不易实现,应不会有多少应用。
下面是其基本介绍:
介质振荡器天线由高介电常数、低损耗的材料制成,其好处是:尺寸小,带宽可在1%~10%内可调,无导体损耗,天线效率高,可产生多种模式,低次模带宽好一些,高次模增益大。
如果介质振荡器的尺寸足够小,也是可以内置于手机中的。
拉杆天线 虽然有效增益高,电性能较好,但其结构复杂,同时需要使用记忆金属作材料,因此价格较贵,除北美等少数地方外,应用较少,我们不考虑使用。
螺旋天线 以其良好的辐射特性、小体积、频带扩展容易实现的特性成为外置天线的的主流,但其体积还是较大,同时形状固定,不适合手机造形设计等特殊要求。
PCB形式的螺旋天线 比普通螺旋天线的体积更小,天线形状是扁平特性的,同时此类天线的设计具有较强的灵活性,应用渐多。
在外置天线的应用中螺旋天线还是第一选择,其次是PCB形式的螺旋天线。
内置天线的特点:
可以做得非常小,不易损坏;可以将其安放在手机中远离人脑的一面,而在靠近人脑的部分贴上反射层、保护层来减小天线对人体的辐射伤害。
可以安装多个,很方便组阵,从而实现手机天线的智能化,这一点对未来的移动通信系统来说非常有用。
内置天线的形式特别多,包括微带贴片天线、缝隙天线、IFA天线和倒L天线、PIFA、陶瓷天线等等。
PIFA是现在使用得最多的一种内置天线,其由倒F线天线演变而来,具有体积小,增益高,剖面低,带宽相对较宽的特点,是在手机天线中使用得最多的天线。
贴片天线与缝隙天线也是使用得较多的内置天线,贴片天线与缝隙天线可通过巴俾涅原理互换。
一般地,陶瓷天线只在要求天线尺寸极度小的情况下使用,现在在蓝牙设备中有应用。其增益低,效率低,频带窄,而且成本高,在手机中使用还需假以时日。
一般情况,外置天线的驻波比可以做到2,增益可以做到0-1dBi。
对于内置天线,驻波也可以做到3之内,增益了可做到0-1dBi。
在手机天线中,天线增益并不重要,其平均有效增益才重要,基本的结论,外置天线的平均有效增益比一般的内置天线大2dB左右。内置天线的效率是达不到外置天线的水平的。
手机天线选择时不能被PEAK GAIN有欺骗,实际的平均有效增益小于此值,同时与手机设计息息相关。
外置天线手机天线价格为2.5—4元左右。
而且内置天线比较贵,大概从3—20元都有。