50欧阻抗天线设计教案资料
50欧姆微带线课程设计
50欧姆微带线课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解微带线的基本概念、结构特点及其在射频通信中的应用;2. 掌握50欧姆微带线的电气特性,包括阻抗、传输线方程和Smith圆图分析;3. 学会计算微带线的尺寸、间距等关键参数,并了解其对传输性能的影响。
技能目标:1. 能够运用相关公式和软件工具进行微带线的设计和仿真;2. 培养实际操作能力,完成50欧姆微带线的制作和测试;3. 提高分析和解决射频电路中微带线相关问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子工程领域的兴趣,激发探索精神和创新意识;2. 增强学生的团队合作意识,培养在实践过程中积极沟通、协作的能力;3. 树立正确的价值观,认识到微带线技术在国民经济发展中的重要作用。
课程性质分析:本课程属于电子工程领域,以射频通信技术为基础,结合实际应用,强调理论与实践相结合。
学生特点分析:学生具备一定的电子线路基础知识,具有较强的逻辑思维能力和动手能力,但对微带线等射频技术了解有限。
教学要求:1. 注重知识体系的完整性,循序渐进,由浅入深地引导学生掌握微带线的设计和应用;2. 结合实际案例,加强实践操作环节,提高学生的实际动手能力;3. 关注学生的个体差异,因材施教,激发学生的学习兴趣和潜能。
二、教学内容1. 微带线基本概念:介绍微带线的定义、结构及其在射频通信系统中的应用。
- 教材章节:第3章“传输线理论”第1节“微带线概述”- 内容列举:微带线的结构、类型及其电气特性。
2. 50欧姆微带线设计原理:- 教材章节:第3章“传输线理论”第2节“微带线的电气特性”- 内容列举:传输线方程、特性阻抗、Smith圆图分析。
3. 微带线参数计算与仿真:- 教材章节:第3章“传输线理论”第3节“微带线的设计与仿真”- 内容列举:微带线尺寸、间距等参数计算,软件工具使用。
4. 微带线制作与测试:- 教材章节:第4章“微带线制作与测试”第1节“微带线的制作”- 内容列举:材料选择、工艺流程、制作技巧。
欧阻抗天线设计修订稿
欧阻抗天线设计Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】两层板(双面板)如何控制50欧特性阻抗的设计技巧我们都知道,在射频电路的设计过程中,走线保持50欧姆的特性阻抗是一件很重要的事情,尤其是在Wi-Fi产品的射频电路设计过程中,由于工作频率很高(或者),特性阻抗的控制就显得更加重要了。
如果特性阻抗没有很好的控制在50欧姆,那么将会给射频工程师的工作带来很大的麻烦。
什么是特性阻抗是指当导体中有电子”讯号”波形之传播时,其电压对电流的比值称为”阻抗Impedance”。
由于交流电路中或在高频情况下,原已混杂有其它因素(如容抗、感抗等)的”Resistance”,已不再只是简单直流电的”欧姆电阻”(OhmicResistance),故在电路中不宜再称为”电阻”,而应改称为”阻抗”。
不过到了真正用到”Impedance阻抗”的交流电情况时,免不了会造成混淆,为了有所区别起见,只好将电子讯号者称为”特性阻抗”。
电路板线路中的讯号传播时,影响其”特性阻抗”的因素有线路的截面积,线路与接地层之间绝绿材质的厚度,以及其介质常数等三项。
目前已有许多高频高传输速度的板子,已要求”特性阻抗”须控制在某一范围之内,则板子在制造过程中,必须认真考虑上述三项重要的参数以及其它配合的条件。
两层板如何有效的控制特性阻抗在四层板或者六层板的时候,我们一般会在顶层(top)走射频的线,然后再第二层会是完整的地平面,这样顶层和第二层的之间的电介质是很薄的,顶层的线不用很宽就可以满足50欧姆的特性阻抗(在其他情况相同的情况下,走线越宽,特性阻抗越小)。
但是,在两层板的情况下,就不一样了。
两层板时,为了保证电路板的强度,我们不可能用很薄的电路板去做,这时,顶层和底层(参考面)之间的间距就会很大,如果还是用原来的办法控制50欧姆的特性阻抗,那么顶层的走线必须很宽。
天线制作教案设计方案模板
课程名称:物理实验课程课程年级:八年级课程课时:2课时教学目标:1. 知识目标:了解天线的基本原理和制作方法,掌握天线的基本结构。
2. 能力目标:培养学生的动手能力、观察力和问题解决能力。
3. 情感目标:激发学生对物理实验的兴趣,培养团队协作精神。
教学重点:1. 天线的基本原理和制作方法。
2. 天线的基本结构。
教学难点:1. 天线结构各部分的配合与调整。
2. 天线效率的优化。
教学准备:1. 教师准备:教材、实验器材(天线材料、连接线、万用表、实验台等)。
2. 学生准备:实验报告纸、笔。
教学过程:第一课时:一、导入新课1. 教师简要介绍天线的基本概念和作用。
2. 提出问题:天线是如何工作的?天线有哪些基本结构?二、讲解天线原理1. 教师讲解天线的基本原理,如电磁波传播、天线辐射等。
2. 学生跟随教师讲解,理解天线工作原理。
三、天线制作1. 教师演示天线制作过程,讲解各部分结构及作用。
2. 学生分组进行天线制作,教师巡回指导。
四、实验操作1. 学生将制作好的天线与万用表连接,测试天线性能。
2. 学生记录实验数据,分析天线性能。
第二课时:一、回顾上节课内容1. 教师提问,检查学生对天线原理和制作方法的掌握情况。
2. 学生回答问题,巩固所学知识。
二、优化天线性能1. 教师引导学生分析实验数据,找出天线性能不足之处。
2. 学生分组讨论,提出优化天线性能的方法。
三、调整天线结构1. 学生根据讨论结果,调整天线结构。
2. 教师巡回指导,帮助学生解决问题。
四、再次实验1. 学生进行再次实验,测试优化后的天线性能。
2. 学生记录实验数据,分析优化效果。
五、总结与反思1. 教师引导学生总结本节课所学内容,强调天线制作过程中的关键步骤。
2. 学生填写实验报告,总结实验心得。
教学评价:1. 课堂表现:观察学生在实验过程中的动手能力、团队协作精神等。
2. 实验报告:评估学生对天线原理、制作方法和实验数据的理解程度。
3. 实验结果:分析天线性能,评价天线制作效果。
50ohm特征阻抗与阻抗匹配
一、50ohm特征阻抗终端电阻的应用场合:时钟,数据,地址线的终端串联,差分数据线终端并联等。
终端电阻示图B.终端电阻的作用:1、阻抗匹配,匹配信号源和传输线之间的阻抗,极少反射,避免振荡。
2、减少噪声,降低辐射,防止过冲。
在串联应用情况下,串联的终端电阻和信号线的分布电容以及后级电路的输入电容组成RC滤波器,消弱信号边沿的陡峭程度,防止过冲。
C.终端电阻取决于电缆的特性阻抗。
D.如果使用0805封装、1/10W的贴片电阻,但要防止尖峰脉冲的大电流对电阻的影响,加30PF的电容.E.有高频电路经验的人都知道阻抗匹配的重要性。
在数字电路中时钟、信号的数据传送速度快时,更需注意配线、电缆上的阻抗匹配。
高频电路、图像电路一般都用同轴电缆进行信号的传送,使用特性阻抗为Zo=150Ω、75Ω的同轴电缆。
同轴电缆的特性阻抗Zo,由电缆的内部导体和外部屏蔽内径D及绝缘体的导电率er决定:另外,处理分布常数电路时,用相当于单位长的电感L和静电容量C的比率也能计算,如忽略损耗电阻,则图1是用于测定同轴电缆RG58A/U、长度5m的输入阻抗ZIN时的电路构成。
这里研究随着终端电阻RT的值,传送线路的阻抗如何变化。
图1 同轴传送线路的终端电阻构成只有当同轴电缆的特性阻抗Zo和终端阻抗FT的值相等时,即ZIN=Zo=RT称为阻抗匹配。
Zo≠RT时随着频率f,ZIN变化。
作为一个极端的例子,当RT=0、RT=∞时可理解其性质(阻抗以,λ/4为周期起伏波动)。
图2是RT=50Ω(稍微波动的曲线)、75Ω、dOΩ时的输人阻抗特性。
当Zo≠RT时由于随着频率,特性阻抗会变化,所以传送的电缆的频率特上产生弯曲.二、怎样理解阻抗匹配?阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间的一种合适的搭配方式。
阻抗匹配分为低频和高频两种情况讨论。
我们先从直流电压源驱动一个负载入手。
由于实际的电压源,总是有内阻的(请参看输出阻抗一问),我们可以把一个实际电压源,等效成一个理想的电压源跟一个电阻r串联的模型。
RC531读写器50欧姆匹配电路和天线设计资料
1 系统配置基于RC531的读写器系统配置如图所示。
对于连接到读写芯片的天线,可以有2种不同的天线供选择,取决于应用需求:z50Ω匹配天线或z直接匹配天线通常,两种天线的电路是类似的,都包括以下部分:z接收卡发送的数据的接收电路。
z滤波和阻抗传输电路,用于滤除高次谐波和优化功率传输到读卡天线。
z天线线圈的匹配电路,需要根据实际需要设计不同的天线线圈,以及选择直接或同轴电缆连接到读写芯片。
图1 系统配置2 ISO14443A/B的射频接口ISO14443 Type A 标准规定读写器到卡的信号是 100% ASK,Miller编码,卡到读写器的信号使用子载波OOK调制,曼彻斯特编码,子载波频率847.5 kHz。
ISO14443 Type B 标准规定读写器到卡的信号是 10% ASK,NRZ编码,卡到读写器的信号使用子载波BPSK调制,NRZ-L编码,子载波频率847.5 kHz。
Type A/B的射频接口如下表:能量传输卡被动式工作频率 13.56MHz通信方式半双工,读写器主动数据传输率 105.9KHz数据传输双向2.1 读写器到卡的数据传输读写器到卡的数据传输使用半双工的通信模式,读写器主动方式。
天线的Q 值将会影响数据传输,关于天线Q 值的理论计算及匹配电路元件参数的计算稍后介绍。
2.2 卡到读写器的数据传输数据从卡传输到读写器使用负载调制的原理。
由于天线调谐后天线上的电压常常几倍于电源电压,而读写器天线和卡天线属于弱耦合结构,卡产生的信号也非常小,要想检测到这么小的信号,需要一个设计良好的接收电路,因此,卡发出的信号使用子载波调制的技术,子载波负载调制使得信号更容易被接收到。
子载波频率是847.5KHz 。
基带信号-106KHz 106KHz -847.5KHz847.5KHz 子载波制后12.71MHz 14.41MHz 13.56MHz 载波调后图2 卡到读写器数据的频谱3 RC531匹配电路和天线设计3.1 基本设计原则RC531是一个单片的读写器IC ,设计的读写距离可以达到10cm ,不需要外加的功率放大器。
天线阻抗匹配 特性阻抗50欧姆
常见的射频同轴电缆绝大部分是50Ω特性阻抗的,这是为什么呢?
通常认为导体的截面积越大损耗就越低,但事实并非完全如此。
同轴电缆的每单位长度的损耗是logD/d的函数,也就是说和电缆的特性阻抗有关。
经过计算可以发现,当同轴电缆的特性阻抗为77Ω时,单位长度的损耗最低。
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L4 G% y, F1 l6 t) E; Q0 W
对于同轴电缆的最大承受功率,通常认为内外导体的间距越大,则同轴电缆可承受电压越高,即承受功率越大,但实际上也不完全准确。
同轴电缆的最大承受功率同样与其特性阻抗有关。
可以计算出当同轴电缆的特性阻抗为30Ω时,其承受的功率最大。
. a3 s4 J& p; d1 P& O& Q# `
为了兼顾最小的损耗和最大的功率容量,应该在77Ω和30Ω之间找一个适当的数值。
二者的算术平均值为53.5Ω,而几何平均值为48.06Ω;选取50Ω的特性阻抗可以做到二者兼顾。
此外,50Ω阻抗的连接器也更加容易设计和加工。
绝大部分应用于通信领域的射频电缆的特性阻抗是50Ω;在广播电视中则用到75Ω的电缆。
大部分的测试仪器都是50Ω的阻抗,如果要测量75Ω阻抗的器件,可以通过一个50~75Ω的阻抗变换器来进行阻抗匹配,但是需要注意这种阻抗变换器有约5.7dB的插入损耗
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两层板(双面板)如何控制50欧特性阻抗的设计技巧
两层板(双面板)如何控制50欧特性阻抗的设计技巧我们都知道,在射频电路的设计过程中,走线保持50欧姆的特性阻抗是一件很重要的事情,尤其是在Wi-Fi产品的射频电路设计过程中,由于工作频率很高(2.4GHz或者5.8GHz),特性阻抗的控制就显得更加重要了。
如果特性阻抗没有很好的控制在50欧姆,那么将会给射频工程师的工作带来很大的麻烦。
什么是特性阻抗?是指当导体中有电子”讯号”波形之传播时,其电压对电流的比值称为”阻抗Impedance”。
由于交流电路中或在高频情况下,原已混杂有其它因素(如容抗、感抗等)的”Resistance”,已不再只是简单直流电的”欧姆电阻”(OhmicResistance),故在电路中不宜再称为”电阻”,而应改称为”阻抗”。
不过到了真正用到”Impedance阻抗”的交流电情况时,免不了会造成混淆,为了有所区别起见,只好将电子讯号者称为”特性阻抗”。
电路板线路中的讯号传播时,影响其”特性阻抗”的因素有线路的截面积,线路与接地层之间绝绿材质的厚度,以及其介质常数等三项。
目前已有许多高频高传输速度的板子,已要求”特性阻抗”须控制在某一范围之内,则板子在制造过程中,必须认真考虑上述三项重要的参数以及其它配合的条件。
两层板如何有效的控制特性阻抗?在四层板或者六层板的时候,我们一般会在顶层(top)走射频的线,然后再第二层会是完整的地平面,这样顶层和第二层的之间的电介质是很薄的,顶层的线不用很宽就可以满足50欧姆的特性阻抗(在其他情况相同的情况下,走线越宽,特性阻抗越小)。
但是,在两层板的情况下,就不一样了。
两层板时,为了保证电路板的强度,我们不可能用很薄的电路板去做,这时,顶层和底层(参考面)之间的间距就会很大,如果还是用原来的办法控制50欧姆的特性阻抗,那么顶层的走线必须很宽。
例如我们假设板子的厚度是39.6mil(1mm),按照常规的做法,在Polar中设计,如下图线宽70mil,这是一个近乎荒谬的结论,简直令人抓狂。
50欧阻抗天线设计说明
两层板(双面板)如何控制50欧特性阻抗的设计技巧我们都知道,在射频电路的设计过程中,走线保持50欧姆的特性阻抗是一件很重要的事情,尤其是在Wi-Fi产品的射频电路设计过程中,由于工作频率很高(2.4GHz或者5.8GHz),特性阻抗的控制就显得更加重要了。
如果特性阻抗没有很好的控制在50欧姆,那么将会给射频工程师的工作带来很大的麻烦。
什么是特性阻抗?是指当导体中有电子”讯号”波形之传播时,其电压对电流的比值称为”阻抗Impedance”。
由于交流电路中或在高频情况下,原已混杂有其它因素(如容抗、感抗等)的”Resistance”,已不再只是简单直流电的”欧姆电阻”(OhmicResistance),故在电路中不宜再称为”电阻”,而应改称为”阻抗”。
不过到了真正用到”Impedance阻抗”的交流电情况时,免不了会造成混淆,为了有所区别起见,只好将电子讯号者称为”特性阻抗”。
电路板线路中的讯号传播时,影响其”特性阻抗”的因素有线路的截面积,线路与接地层之间绝绿材质的厚度,以及其介质常数等三项。
目前已有许多高频高传输速度的板子,已要求”特性阻抗”须控制在某一范围之内,则板子在制造过程中,必须认真考虑上述三项重要的参数以及其它配合的条件。
两层板如何有效的控制特性阻抗?在四层板或者六层板的时候,我们一般会在顶层(top)走射频的线,然后再第二层会是完整的地平面,这样顶层和第二层的之间的电介质是很薄的,顶层的线不用很宽就可以满足50欧姆的特性阻抗(在其他情况相同的情况下,走线越宽,特性阻抗越小)。
但是,在两层板的情况下,就不一样了。
两层板时,为了保证电路板的强度,我们不可能用很薄的电路板去做,这时,顶层和底层(参考面)之间的间距就会很大,如果还是用原来的办法控制50欧姆的特性阻抗,那么顶层的走线必须很宽。
例如我们假设板子的厚度是39.6mil(1mm),按照常规的做法,在Polar中设计,如下图线宽70mil,这是一个近乎荒谬的结论,简直令人抓狂。
[资料]50欧微带线
微带线的特性阻抗计算方法:0=60Z π≥(W h )这个公式近似度差些,若要求稍微更精确些的计算,可采用下列的计算公式,即01=601+[2(2h 2hZ W WLn e h ππ ≥(W h )+0.94)] 1-r r 2e 1+-110h ++22Wεεε=(1)或者使用另一组计算公式:0068h =60n +h 4h120=hh h +2.42-0.44+-h WZ L W Z W W W π≤≥(),W ,W (1) 本设计中使用r ε=2.3的介质,那么对于不同的W/h ,使用matl ab 编程计算:disp('微带线阻抗计算')er=2.3;wh=1:0.1:10ee=(1+er)/2+(er-1)/2*(1+10*(1./wh)).^(-0.5);z0=120*pi./(wh+2.44-0.44./wh+(1-1./wh).^6)z1=60*pi*pi*sqrt(1./ee)./(1+pi*wh+log(1+pi/2.*wh))subplot(1,2,1) plot(wh,z0) subplot(1,2,2)plot(wh,z1)得到WH 比为1.95copper:relative permittivity:1relative permeability:0.999991conductivity:58000000 siemens/mmass density:8933Tlines microstrip:MUSBH=1mm,微带线基板厚度为1mmEr=2.3,微带线基板的相对介电常数为2.3Mur=1,微带线基板的相对磁导率为1Cond=58000000,微带线导体的电导率为58000000Hu=1.0e+0.33mm,表示微带线的封装高度T=0.05mm,微带线的导体层厚度为0.05mm(50um)TanD=0.0003,微带线的损耗角tan=0.0003Rough=0mm,微带线表面粗糙度为0mm几种方法:(1)经验公式法(2)手动设置法(3)计算法,需要ADS的计算控件(4)优化法使用经验公式计算得到得到WH比为1.95,实际反射系数很大,S11<-12dB,由圆图可见,微带线特性阻抗偏大。
经典50欧阻抗天线设计.doc
两层板(双面板)如何控制50欧特性阻抗的设计技巧我们都知道,在射频电路的设计过程中,走线保持50欧姆的特性阻抗是一件很重要的事情,尤其是在Wi-Fi产品的射频电路设计过程中,由于工作频率很高(2.4GHz或者5.8GHz),特性阻抗的控制就显得更加重要了。
如果特性阻抗没有很好的控制在50欧姆,那么将会给射频工程师的工作带来很大的麻烦。
什么是特性阻抗?是指当导体中有电子”讯号”波形之传播时,其电压对电流的比值称为”阻抗Impedance”。
由于交流电路中或在高频情况下,原已混杂有其它因素(如容抗、感抗等)的”Resistance”,已不再只是简单直流电的”欧姆电阻”(OhmicResistance),故在电路中不宜再称为”电阻”,而应改称为”阻抗”。
不过到了真正用到”Impedance阻抗”的交流电情况时,免不了会造成混淆,为了有所区别起见,只好将电子讯号者称为”特性阻抗”。
电路板线路中的讯号传播时,影响其”特性阻抗”的因素有线路的截面积,线路与接地层之间绝绿材质的厚度,以及其介质常数等三项。
目前已有许多高频高传输速度的板子,已要求”特性阻抗”须控制在某一范围之内,则板子在制造过程中,必须认真考虑上述三项重要的参数以及其它配合的条件。
两层板如何有效的控制特性阻抗?在四层板或者六层板的时候,我们一般会在顶层(top)走射频的线,然后再第二层会是完整的地平面,这样顶层和第二层的之间的电介质是很薄的,顶层的线不用很宽就可以满足50欧姆的特性阻抗(在其他情况相同的情况下,走线越宽,特性阻抗越小)。
但是,在两层板的情况下,就不一样了。
两层板时,为了保证电路板的强度,我们不可能用很薄的电路板去做,这时,顶层和底层(参考面)之间的间距就会很大,如果还是用原来的办法控制50欧姆的特性阻抗,那么顶层的走线必须很宽。
例如我们假设板子的厚度是39.6mil(1mm),按照常规的做法,在Polar中设计,如下图线宽70mil,这是一个近乎荒谬的结论,简直令人抓狂。
50欧阻抗天线设计
两层板(双面板)如何控制50欧特性阻抗的设计技巧我们都知道,在射频电路的设计过程中,走线保持50欧姆的特性阻抗是一件很重要的事情,尤其是在Wi-Fi 产品的射频电路设计过程中,由于工作频率很高( 2.4GHZ或者5.8GHz),特性阻抗的控制就显得更加重要了。
如果特性阻抗没有很好的控制在50欧姆,那么将会给射频工程师的工作带来很大的麻烦。
什么是特性阻抗O!是指当导体中有电子”讯号”波形之传播时,其电压对电流的比值称为”阻抗ImPedanee” 。
由于交流电路中或在咼频情况下,原已混杂有其它因素(如容抗、感抗等)的ReSiStance,已不再只是简单直流电的”欧姆电阻”(OhmiCReSiStance),故在电路中不宜再称为”电阻”,而应改称为”阻抗”。
不过到了真正用到”ImPedance阻抗”的交流电情况时,免不了会造成混淆,为了有所区别起见,只好将电子讯号者称为”特性阻抗”。
电路板线路中的讯号传播时,影响其”特性阻抗”的因素有线路的截面积,线路与接地层之间绝绿材质的厚度,以及其介质常数等三项。
目前已有许多高频高传输速度的板子,已要求”特性阻抗”须控制在某一范围之内,则板子在制造过程中,必须认真考虑上述三项重要的参数以及其它配合的条件。
两层板如何有效的控制特性阻抗?在四层板或者六层板的时候,我们一般会在顶层(top )走射频的线,然后再第二层会是完整的地平面,这样顶层和第二层的之间的电介质是很薄的,顶层的线不用很宽就可以满足50欧姆的特性阻抗(在其他情况相同的情况下,走线越宽,特性阻抗越小)。
但是,在两层板的情况下,就不一样了。
两层板时,为了保证电路板的强度,我们不可能用很薄的电路板去做,这时,顶层和底层(参考面)之间的间距就会很大,如果还是用原来的办法控制50欧姆的特性阻抗,那么顶层的走线必须很宽。
例如我们假设板子的厚度是I39.6mil(1mm),按照常规的做法,在Polar中设计,如下图线宽70mil ,这是一个近乎荒谬的结论,简直令人抓狂。
单端50欧姆阻抗_线长_概述说明以及解释
单端50欧姆阻抗线长概述说明以及解释1. 引言1.1 概述本篇文章旨在探讨单端50欧姆阻抗线长的概述说明以及解释。
我们将介绍什么是单端50欧姆阻抗,为何使用该阻抗以及其特性和优势。
同时,我们还将详细解释线长对单端50欧姆阻抗的影响,并提供选择合适线长以保持阻抗匹配的建议。
最后,我们将讨论解决远距离传输中单端50欧姆阻抗问题的不同方法,并总结文章内容并展望未来可能的研究方向和发展趋势。
1.2 文章结构本文共分为五个部分进行论述。
首先是引言部分,概述了文章的主题和目标。
之后是"单端50欧姆阻抗概述说明",在其中我们将详细解释什么是单端50欧姆阻抗,为何使用该阻抗以及其特性和优势。
接下来是"线长对单端50欧姆阻抗的影响解释",我们将讨论线长与传输媒介之间的关系以及线长对信号衰减和失真产生的影响,并提供选择合适线长以保持50欧姆阻抗匹配的建议。
然后,我们将探讨解决远距离传输中单端50欧姆阻抗问题的方法,包括使用高质量传输线缓解阻抗问题、使用信号放大器增强信号品质以及使用匹配网络调整阻抗匹配。
最后,在"结论总结与展望"部分,我们将再次强调单端50欧姆阻抗线长的重要性,并对解决远距离传输中阻抗问题的方法进行总结,并对未来可能的研究方向和发展趋势进行展望。
1.3 目的本文的目的是提供关于单端50欧姆阻抗线长相关知识的深入认识和理解。
通过详细介绍什么是单端50欧姆阻抗以及为何使用该阻抗,读者可以更好地了解其特性和优势。
同时,我们将从理论和实践角度分析了线长对单端50欧姆阻抗的影响,并提供有关如何选择合适线长以保持阻抗匹配的实用建议。
此外,本文还将探讨解决远距离传输中单端50欧姆阻抗问题的不同方法,并对未来的研究方向和发展趋势进行一些展望。
通过阅读本文,读者将能够更好地应对相关问题并拓展相关领域的知识和应用。
(注意: 这只是引言部分的内容。
根据需要,你可以在后续的段落中进一步详细阐述每个子部分所涉及的具体内容。
天线研发教学设计方案
一、教学目标1. 知识目标:- 掌握天线的基本原理、分类、性能指标及设计方法。
- 理解天线在通信、雷达、卫星等领域的应用。
- 学习天线仿真软件的基本操作和常用功能。
2. 技能目标:- 能够独立设计并分析简单天线结构。
- 能够运用仿真软件进行天线性能的预测和分析。
- 具备一定的实验操作能力,能够进行天线测试。
3. 素质目标:- 培养学生的创新思维和解决问题的能力。
- 增强学生的团队合作精神和沟通能力。
- 提高学生的科研素养和学术道德。
二、教学内容1. 天线基本原理- 电磁场理论- 电磁波传播- 天线辐射机理2. 天线分类与性能指标- 按频率分类:低频、中频、高频、微波、毫米波等 - 按形状分类:偶极子、环状、盘状、喇叭等- 天线增益、方向性、阻抗匹配、带宽等性能指标3. 天线设计方法- 经验设计法- 优化设计法- 仿真设计法4. 天线仿真软件操作- HFSS、CST、FEKO等天线仿真软件的使用5. 天线实验与测试- 天线测量设备与测试方法- 天线测试结果分析三、教学过程1. 理论教学- 采用多媒体课件进行授课,结合实例讲解,提高学生的学习兴趣。
- 邀请相关领域的专家进行讲座,拓宽学生的视野。
2. 实验教学- 建立天线实验室,配备必要的实验设备和仪器。
- 学生分组进行实验,锻炼实验操作能力。
- 指导学生分析实验数据,提高数据分析能力。
3. 仿真教学- 引导学生掌握天线仿真软件的使用方法。
- 通过仿真实验,验证理论知识,提高设计能力。
4. 课程设计- 学生自主设计天线,并进行仿真和实验验证。
- 教师点评和指导,提高学生的创新思维和设计能力。
5. 毕业论文- 学生选择天线研发课题,撰写毕业论文。
- 教师指导学生完成论文,提高学生的科研素养。
四、教学评价1. 平时成绩- 考察学生在课堂表现、实验操作、仿真实验等方面的能力。
2. 期末考试- 考察学生对天线基本理论、设计方法、仿真软件等方面的掌握程度。
50Ω阻抗问题详解及射频电路设计中的阻抗匹配
50Ω阻抗问题详解及射频电路设计中的阻抗匹配SUBSCRIBE to US为什么很多射频系统或者部件中,很多时候都是用50欧姆的阻抗。
有时候这个值甚至就是PCB板的缺省值,为什么不是60或者是70欧姆呢?这个数值是怎么确定下来的,背后有什么意义?本文为您打开其中的奥秘。
我们知道射频的传输需要天线和同轴电缆,射频信号的传输我们总是希望尽可能传输更远的距离,为了传输更远的距离,我们往往希望用很大的功率去发射信号便于覆盖更大的通信范围。
可是实际上,同轴电缆本身是有损耗的,和我们平常使用的导线一样,如果传输功率过大,导线会发热甚至熔断。
这样,我们就有一种期望,试图寻找一种能够传输大功率,同时损耗又非常小的同轴电缆。
大概在1929年,贝尔实验室做了很多实验,最终发现符合这种大功率传输,损耗小的同轴电缆其特征阻抗分别是30欧姆和77欧姆。
其中,30欧姆的同轴电缆可以传输的功率是最大的,77欧姆的同轴电缆传输信号的损耗是最小的。
30欧姆和77欧姆的算术平均值为53.5欧姆,30欧姆和77欧姆的几何平均值是48欧姆,我们经常所说的50欧姆系统阻抗其实是53.5欧姆和48欧姆的一个工程上的折中考虑,考虑最大功率传输和最小损耗尽可能同时满足。
而且通过实践发现,50欧姆的系统阻抗,对于半波长偶极子天线和四分之一波长单极子天线的端口阻抗也是匹配的,引起的反射损耗是最小的。
我们常见的系统中,比如电视TV和广播FM接收系统中,其系统阻抗基本上都是75欧姆,正是因为75欧姆射频传输系统中,信号传输的损耗是最小的,TV和广播FM接收系统中,信号的传输损耗是重要的考虑因素。
而对于带有发射的电台而言,50欧姆是很常见的,因为最大功率传输是我们考虑的主要因素,同时损耗也比较重要。
这就是为什么我们的对讲机系统中,经常看到的都是50欧姆的参数指标。
如果说阻抗匹配到50欧姆,从数学上,是可以严格做到的,但是实际应用中的任何元件,线路,导线都存在损耗,而且设计的任何系统部件都存在一定的射频带宽,所以匹配到50欧姆,工程上只要保证所有的带内频点落在50欧姆附近即可。
50欧阻抗天线设计说明
两层板(双面板)如何控制50欧特性阻抗的设计技巧我们都知道,在射频电路的设计过程中,走线保持50欧姆的特性阻抗是一件很重要的事情,尤其是在Wi-Fi产品的射频电路设计过程中,由于工作频率很高(2.4GHz或者5.8GHz),特性阻抗的控制就显得更加重要了。
如果特性阻抗没有很好的控制在50欧姆,那么将会给射频工程师的工作带来很大的麻烦。
什么是特性阻抗?是指当导体中有电子”讯号”波形之传播时,其电压对电流的比值称为”阻抗Impedance”。
由于交流电路中或在高频情况下,原已混杂有其它因素(如容抗、感抗等)的”Resistance”,已不再只是简单直流电的”欧姆电阻”(OhmicResistance),故在电路中不宜再称为”电阻”,而应改称为”阻抗”。
不过到了真正用到”Impedance阻抗”的交流电情况时,免不了会造成混淆,为了有所区别起见,只好将电子讯号者称为”特性阻抗”。
电路板线路中的讯号传播时,影响其”特性阻抗”的因素有线路的截面积,线路与接地层之间绝绿材质的厚度,以及其介质常数等三项。
目前已有许多高频高传输速度的板子,已要求”特性阻抗”须控制在某一围之,则板子在制造过程中,必须认真考虑上述三项重要的参数以及其它配合的条件。
两层板如何有效的控制特性阻抗?在四层板或者六层板的时候,我们一般会在顶层(top)走射频的线,然后再第二层会是完整的地平面,这样顶层和第二层的之间的电介质是很薄的,顶层的线不用很宽就可以满足50欧姆的特性阻抗(在其他情况相同的情况下,走线越宽,特性阻抗越小)。
但是,在两层板的情况下,就不一样了。
两层板时,为了保证电路板的强度,我们不可能用很薄的电路板去做,这时,顶层和底层(参考面)之间的间距就会很大,如果还是用原来的办法控制50欧姆的特性阻抗,那么顶层的走线必须很宽。
例如我们假设板子的厚度是39.6mil(1mm),按照常规的做法,在Polar中设计,如下图线宽70mil,这是一个近乎荒谬的结论,简直令人抓狂。
[最新]两层板(双面板)若何操纵50欧特征阻抗的设计
两层板(双面板)如何控制50欧特性阻抗的设计技巧星期三, 12/29/2010 - 16:22 —瀚海泛舟顶1踩我们都知道,在射频电路的设计过程中,走线保持50欧姆的特性阻抗是一件很重要的事情,尤其是在Wi-Fi 产品的射频电路设计过程中,由于工作频率很高(2.4GHz或者5.8GHz),特性阻抗的控制就显得更加重要了。
如果特性阻抗没有很好的控制在50欧姆,那么将会给射频工程师的工作带来很大的麻烦。
什么是特性阻抗?是指当导体中有电子”讯号”波形之传播时,其电压对电流的比值称为”阻抗Impedance”。
由于交流电路中或在高频情况下,原已混杂有其它因素(如容抗、感抗等)的”Resistance”,已不再只是简单直流电的”欧姆电阻”(OhmicResistance),故在电路中不宜再称为”电阻”,而应改称为”阻抗”。
不过到了真正用到”Impedance 阻抗”的交流电情况时,免不了会造成混淆,为了有所区别起见,只好将电子讯号者称为”特性阻抗”。
电路板线路中的讯号传播时,影响其”特性阻抗”的因素有线路的截面积,线路与接地层之间绝绿材质的厚度,以及其介质常数等三项。
目前已有许多高频高传输速度的板子,已要求”特性阻抗”须控制在某一范围之内,则板子在制造过程中,必须认真考虑上述三项重要的参数以及其它配合的条件。
两层板如何有效的控制特性阻抗?在四层板或者六层板的时候,我们一般会在顶层(top)走射频的线,然后再第二层会是完整的地平面,这样顶层和第二层的之间的电介质是很薄的,顶层的线不用很宽就可以满足50欧姆的特性阻抗(在其他情况相同的情况下,走线越宽,特性阻抗越小)。
但是,在两层板的情况下,就不一样了。
两层板时,为了保证电路板的强度,我们不可能用很薄的电路板去做,这时,顶层和底层(参考面)之间的间距就会很大,如果还是用原来的办法控制50欧姆的特性阻抗,那么顶层的走线必须很宽。
例如我们假设板子的厚度是39.6mil(1mm),按照常规的做法,在Polar中设计,如下图线宽70mil,这是一个近乎荒谬的结论,简直令人抓狂。
非接触智能卡读写器50Ω匹配天线的设计
Fr t u h r sa d es Gu n z o i Gru n o a k is- to ’ d rs a a g h uRal o pYu tn B n — g
i g Te h oo y∞ . L d ,5 0 5 Gu n z o Ch n n c n lg , t . 1 6 6, a g h u, i a
的天线 , 取决于应用需求 , 可以有 2种不 同的选择 :
5 匹配天线 或 直接 匹配 天 线 。通 常 , 种天 线 的 0Q 两
匹配天线的设计 , 包括读写器端 以及 天线端 的匹配 电路 的设
计 。对读写器 到卡的数据传 输、 卡到 读写器 的数据传 输、 天
电路是类似的 , 都包括 以下部分 : 接 收卡发送 数 ①
车
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算
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引脚 X T1
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2 IO 14 3T p B的射 频接 口 S 4 ye 4 A/
IO 14 3 yeA标准规 定读写器 到卡的信 S 4 p 4 T
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50欧阻抗天线设计
两层板(双面板)如何控制50欧特性阻抗的设计技巧
我们都知道,在射频电路的设计过程中,走线保持50欧姆的特性阻抗是一件很重要的事情,尤其是在Wi-Fi产品的射频电路设计过程中,由于工作频率很高(2.4GHz或者
5.8GHz),特性阻抗的控制就显得更加重要了。
如果特性阻抗没有很好的控制在50欧姆,那么将会给射频工程师的工作带来很大的麻烦。
什么是特性阻抗?
是指当导体中有电子”讯号”波形之传播时,其电压对电流的比值称为”阻抗Impedance”。
由于交流电路中或在高频情况下,原已混杂有其它因素(如容抗、感抗等)的”Resistance”,已不再只是简单直流电的”欧姆电阻”(OhmicResistance),故在电路中不宜再称为”电阻”,而应改称为”阻抗”。
不过到了真正用到”Impedance阻抗”的交流电情况时,免不了会造成混淆,为了有所区别起见,只好将电子讯号者称为”特性阻抗”。
电路板线路中的讯号传播时,影响其”特性阻抗”的因素有线路的截面积,线路与接地层之间绝绿材质的厚度,以及其介质常数等三项。
目前已有许多高频高传输速度的板子,已要求”特性阻抗”须控制在某一范围之内,则板子在制造过程中,必须认真考虑上述三项重要的参数以及其它配合的条件。
两层板如何有效的控制特性阻抗?
在四层板或者六层板的时候,我们一般会在顶层(top)走射频的线,然后再第二层会是完整的地平面,这样顶层和第二层的之间的电介质是很薄的,顶层的线不用很宽就可以满足50欧姆的特性阻抗(在其他情况相同的情况下,走线越宽,特性阻抗越小)。
但是,在两层板的情况下,就不一样了。
两层板时,为了保证电路板的强度,我们不可能用很薄的电路板去做,这时,顶层和底层(参考面)之间的间距就会很大,如果还是用原
来的办法控制50欧姆的特性阻抗,那么顶层的走线必须很宽。
例如我们假设板子的厚度是39.6mil(1mm),按照常规的做法,在Polar中设计,如下图
线宽70mil,这是一个近乎荒谬的结论,简直令人抓狂。
在2.4GHz或者5GHz频段,各种元件的引脚都是很小的,70mil的走线是无法实现的,于是,我们必须寻找另外一种解决方案。
运行Polar软件,选择Surface Coplanar Line这个模型,如下图
令Height(H)=39.6mil, Track(W)=30mil, Track(W1)=30mil, Ground Plane处打勾,Thickness=1OZ=1.4mil, Separation(S)=7mil, Dielectric(Er)=4.2, 如下图
然后点击“Press To Caculate”,在弹出的对话框中点击“Continue”,如下图
最终,我们计算出这种情况下的传输线特性阻抗为52.14欧姆,符合要求,如下图:
这样,我们采用Surface Coplanar Line这种模型,就可以很好的控制两层板(双面板)的特性阻抗,在上面的例子中,我们使用30mil的线宽就可以获得50欧姆的特性阻抗
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手机布线宽度?匹配50欧!
如果是6层板!走线宽度L1=mil?L2=mil?L4=mil?各为多少?
如果是8层板!走线宽度L1=mil?L2=mil?L5=mil?各为多少?
用阻抗线软件算一下就行,或和板厂的计算至有差异,主要是介质,及层间厚度,可以问板厂索取这些资料。
最好和PCB厂家联系一下,根据材料的介电常数、层叠厚度计算。
最好要PCB厂给出板子的参数,什么类型的板子?每层间距?铜皮厚度…………………………这样输入到阻抗计算软件里就出来了,不过好多东西还是要经验的,例如:FR4-PCB的Er取多少呢?等等
我来回答:FR4的Er一般为3.8~4.3,我取4.2,6层板的板厚一般为0.8mm,8层板一般为1mm,首先你要保证板厚,然后根据软件的W,H,T,Er来计算阻抗。
你是先知道50ohm阻抗的,然后推算其中的H和W,T一般取1mil,整个板子应该是对称结构。
一般经验值microtrip为4~5mil,PA以后到天线部分为8milYISH\
8mil以上。
stripline要根据是否挖铜来计算。
不挖铜就是软件的对称带状线计算方法。
一般内层信号的会衰减。
8mil不对!要考虑到是否挖铜!还有每层宽都不同!
介质厚度、铜箔厚度没有定论,看你设计时怎么安排了。
8层为例,一般铜箔1/3OZ或1/2OZ,两侧RCC介质0.07mm,FR4和core厚度也可选,具体看厂家参数了。
俺不懂原理
RF信号阻抗要控制在50ohm+/-10%:
个人经验线宽:
微带线:8层板18MIL 6层板12MIL
带状线:8层板6MIL 6层板5MIL
请批评指正!
请问上面的微带线和带状线在layout中你怎样去设计和区分?
其实在设计pcb走线的时候我们首先就可以控制它的阻抗一般阻抗控制再50ohm以内的话线宽设置是20mil,pcb材料一般是用FR4.介电常数是3.8-4.3,板厚是1mm。
铜箔厚度是35um~70um
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CC2430用陶瓷天线性能还不如PCB天线
CC2430用陶瓷天线是-26dBm,传输距离只有10米左右。
而用PCB天线则有-17dBm,传输距离有37米左右。
听说CC2430不加PA能做到100米,不知是否确实如此,用的是什么天线?
应该是陶瓷天线的谐振点不对,通常PCB天线的谐振频率比工作频率高一些,可以在天线另一端加一小段走线,微调谐振频率
要自己调谐振与阻抗匹配。
陶瓷天线的增益比较低,而PCB天线却可以将增益做得较高,实际使用中要注意匹配以及选择带宽、中心频率适当的天线,有些山寨天线是很差的。
陶瓷天线的增益比较低,而PCB天线却可以将增益做得较高,实际使用中要注意匹配以及选择带宽、中心频率适当的天线,有些山寨天线是很差的。
PCB天线用的是TI的倒F型,陶瓷天线用的是an9520,应该是没有匹配好。
经过调整陶瓷天线的方向,现在和PCB天线基本相同,匹配还有调整的空间。
希望能达到50米。
目前测试只有22米
陶瓷天线的效果对匹配非常敏感,而且在实际应用时其方向性往往比较强。
CC2530 PCB天线也就 37米的样子
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天线中的铺地,很讲究
我的平行线传输知识懂的不多,不过发现一个很有趣的现象:PCB天线下方从来不铺地,而馈线下方都是铺上地的,因此馈线再长再细阻抗也比天线小很多。
可以这么理解吗?
PCB天线的走线一般要有进空区(所以有时天线下不铺地),是为了防止地将信号散弹,影响接收效果,使全向天线有方向性了。
馈线下方铺地是为了将传输线阻抗匹配到50欧姆,不至于将信号在线上损失掉,从而影响接收。
理论上讲馈线应该越短越好。
但是现实中做不到,只能根据实际情况和经验了。
天线和馈电的参数不是一会儿是,前者是为了将能量辐射出去,而后者是为了保证能量的传输同时尽量减小损耗。
馈线下方有地这是微带线自身的结构特性,在介质基板选定时,线宽与其特性阻抗成反比,其辐射的能量很小,起的是能量传输的作用。
天线的下方有没有地、天线的输入阻抗的大小是与具体的天线形式有直接关系的,对于手机上常用的
PIFA而言,如果下方有了地,它就不再是PIFA了,其辐射特性也完全变了。
而对于常规的矩形微带贴片天线而言,如果辐射贴片下方没有地它也就完全不是那么回事儿了。
多谢楼上两位。
我用的天线不是标准50欧姆的,而是直接匹配到一对差分端口上的双极性天线。
阻抗大概要200多欧姆。
我已经用ADS将天线调匹配,现在还需要引两根馈线连接端口和天线。
估计采用宽0.3毫米,长度最长不超过3毫米,敷铜厚度0.06毫米的PCB走线,反面的BOTTOM层铺地,阻抗可以忽略不计吗?我用ADS的那个LINECAL工具貌似只能算不铺地情况下的。
把你的模型放到HFSS里计算一下不就知道了?。