天线的倒角有什么用呢?

2023-10-10 23:10
文章标签 天线 倒角

本文主要是介绍天线的倒角有什么用呢?,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

天线的倒角有什么用呢?

      • 调高频率。
      • 提高阻抗连续性。
      • 便于加工,减小误差。
      • 提升产品美观度。

市面上常见的天线,无论是标签天线,还是读写器天线,还是别的天线,大多都是在结构上做了倒角的(包括倒圆角和倒直角)处理。

为什么要倒角呢?倒角对天线有什么用?

接下来,我们就来研究研究这个问题。

画个模型浅浅分析一下。用常见的9662线型举例:
在这里插入图片描述

没有倒角

在这里插入图片描述

有倒角

对比阻抗看看:
图片

可以看到,有倒角天线的谐振频率,相比于没做倒角的更高。

这是因为没有倒角的天线结构电流路径要比有倒角电流路径长,根据f=c/λ公式,也能知道路径越长,频率越低。

在这里插入图片描述

此为天线加倒角的原因之一:

调高频率。


再看看回波损耗的对比:
在这里插入图片描述

能看到,进行了倒角的天线要比没有倒角的天线带宽略宽。
这是为什么呢?
原因还是在阻抗上。
其实不光是天线,在射频电路和其他射频器件中,也是一样要用到倒角。

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例如,在功分器的设计中,特别是微带wilkinson功分器中,需要控制好每一段的阻抗和相位。
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通过调整微带线就能控制好相位,那阻抗呢?
微带结构的阻抗计算:
图片

在这里插入图片描述

我随意设置好介质厚度和介质的相对介电常数,都能发现同样的规律:
图片

无论W/d≤1还是≥1,微带线的宽度始终和阻抗成反比。
所以说,在介质板确定的情况下,线宽对功分器的阻抗有着决定性的作用。微带线线宽越宽,阻抗越小。线宽越小,阻抗越大。
再说带状线,带状线阻抗与线宽的关系如下:
图片

其实不论带状线,微带线,还是同轴线……线宽,粗细均能直接影响阻抗。这一点,用初中物理也能理解图片图片图片导体越粗,电阻越小。
因为当结构中存在直角或者锐角的时候,会引入一定的寄生电容和电感,阻抗产生变化。所以,要想保证一个结构的阻抗的连续性,所以线宽应尽量保持不变。

图片图片图片

通过以上三个图的对比,可以看得出来,在不得不拐角过弯的时候,最好的方法是图三,倒圆角。在圆角各处,线宽都是一致的。其次是倒直角,做切角,使得拐角处线宽变化减小。
基于这个原因,射频电路中还有一个约定俗成的走线原则,倒角的圆角或者拐角的长度至少要大于等于三倍线宽。即“3W规则”。
综上,此为天线加倒角的原因之二:

提高阻抗连续性。


除了性能上面的影响,加倒角也有些现实原因。
因为加工的精度有限,很小的锐角,趋于0的圆切角,加工工艺上是做不出来的。有时候加工出直角都比较困难。
常见的钣金,注塑工艺里,都会要求尽量不要出现直角的设计。标签天线的蚀刻工艺应该算是精度比较高的加工方法了,但极细小的地方,比如低于0.2mm或0.1mm的地方,蚀刻起来就会有些难度,特别在量产的时候,蚀刻一致性就会降低,这将会直接导致产品的一致性良品率也会降低。所以为提高生产效率,降低成本,这种情况一般是要避免的。
此为天线加倒角的原因之三:

便于加工,减小误差。


另外,
图片      图片

从最开始举的例子,也能看出来,有倒角的线型要比没有倒角的线型,更显得柔和,美观些。(个人意见,你要是喜欢直角的话,当我没说行了吧图片)

此为天线加倒角的原因之四:

提升产品美观度。


现在,你知道天线为什么要加倒角了吗?

参考文献:
1、《微波工程》David M.Pozar 第四版
2、射频板布线设计规则:https://rf.eefocus.com/article/id-336027


图片带的水印,是本文作者的个人公众号 “小小射频工程师”,作者时常在里面更新些射频相关的知识,也有些自己的经验总结。相比于CSDN,微信公众号里会更新得更快,文章开头可能还有些小故事分享。感兴趣的也可以去关注一下。

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http://www.chinasem.cn/article/183780

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