蓝牙天线的种类
蓝牙天线的种类
?1）偶极天线
偶极天线的外观通常是圆柱状或是薄片状，其在天线底端有一转接头做为能量馈入的装置，而和蓝牙模块之射频前端电路所外接的转接头相互连接。另外一种天线外接方式是使用可旋转式转接头，这种方式的优点在于天线可以依照使用需求做任意角度的旋动并藉以提高传输效果，但是其缺点在于可旋转式接头的成本较高。偶天线的长度和其操作频率有关，一般常用的设计是使用半波长或四分之一波长来做为天线的长度。另外，偶极天线亦可以应用平面化的设计方式将蓝牙天线设计为可焊接在电路板上的SMD(Surface-Mounted Device)组件，或是直接在PCB电路板上以简单的微带线(Microstrip Line)结构来设计天线，如此可得到低成本的隐藏天线，并有助于产品外观的多样化设计。
2）PIFA天线
PIFA天线是以其侧面结构和倒反的英文字母F外观雷同而命名。PIFA天线的操作长度只有四分之一操作波长，而且在其结构中已经包含有接地金属面，可以降低对模块中接地金属面的敏感度，所以非常适合用在蓝牙模块装置中。另一方面，由于PIFA天线只需利用金属导体配合适当的馈入及天线短路到接地面的位置，故其制作成本低，而且可以直接和PCB电路板焊接在一起。PIFA天线的金属导体可以使用线状或是片状，若以金属片状制作则可设计为SMD组件来焊接在电路板上达到隐藏天线的目的。时为了支撑金属片不和接地金属面产生短路，通常会在金属片和接地面之间加入绝缘的介质，如果使用介质常数(Dielectric CONstant)较高的绝缘材质还可以缩小蓝牙天线的尺寸。
3）陶瓷天线
陶瓷天线是另外一种适合于蓝牙装置所使用的小型化天线。陶瓷天线的种类可分为块状(Block)陶瓷天线和多层陶瓷天线，前者是使用高温(摄氏1000度以上)将整块陶瓷体一次烧结完成后再将天线的金属部份印在陶瓷块的表面上；后者则采用低温共烧(Low
Temperature Cofired)的方式将多层陶瓷迭压对位后再以800~900度的温度烧结，所以天线的金属导体可以依设计需要印在每一层陶瓷介质层上，如此一来便可有效缩小天线所需尺寸，并能达到隐藏天线设计布局的目的。由于陶瓷本身的介质常数较PCB电路板高，所以使用陶瓷当天线介质能有效缩小天线尺寸；在介质损耗(Dielectric Loss)方面，陶瓷介质也比PCB电路板的介质损耗更小，所以非常适合用在低耗电率的蓝牙模块使用。除此之外，当蓝牙模块必须利用LTCC的技术来将模块体积降到最小时，LTCC蓝牙天线可以轻易的和蓝牙模块整合在LTCC的多层陶瓷介质中，将是小型化蓝牙模块的最佳选择。
蓝牙天线的参数
?1）天线输入阻抗(Input Impedance)
天线的输入阻抗是以收发机和天线间的接口往天线端看入所得到的阻抗值。为了让天线和收发机电路间达到阻抗匹配(Impedance Matching)以降低因不匹配现象所造成的反射损失(Return Loss)，故天线的输入阻抗必须和收发机电路的输出阻抗互相匹配，如此一来才不至于使得大部份能量在天线和收发机之间就损耗掉。以一般的天线设计来说，通常输入阻抗是无法做大范围的改变。最普遍的设计方式是将天线的输入阻抗设计在一般电路中所常使用的50奥姆，如此便可以和收发机电路的输出阻抗达到50奥姆匹配。但是在特殊的收发机电路设计中，输出阻抗不一定会是50奥姆，此时便需在收发机电路和天线输入端之间设计一个外加的阻抗匹配网络来将天线的输入阻抗值转换到收发机的输出阻抗值。
2）操作频率(Operating Frequency)和频宽(Bandwidth, BW)
天线的操作频率需涵盖整个系统所可能使用到的频带，而整个工作频带范围内的最高操作频率fU和最低操作频率fL间的差值即为天线的操作频宽。通常，天线的频宽大小都以百分比来表示：BW=(fU-fL)/fC×100[%]
3）辐射场型(Radiation Pattern)
辐射场型是用来描述由天线所辐射出的能量和空间中任意位置的相互关系，由辐射场型图可以得知由天线所辐射出来的电磁波在空间中每一个位置的相对强度或绝对强度。以最常见的偶极天线(Dipole Antenna)为例，图2为偶极天线在远场(Far-field)量测系统中的坐标参数示意图，其辐射场型图是以图3之水平面(Azimuth)及垂直面(Elevation)两个正交平面的二维场型图来表示。简单来说，所谓水平面的辐射场型图即为由z轴上往偶极天线看下去所得到的电磁波强度在x-y平面上的分布图；而垂直面的辐射场型图则为由天线的侧面(即x-y平面上)往偶极天线看进去所得到的电磁波强度在x-z或y-z平面上的分布图。以偶极天线的水平面场型来看，电磁波强度在任意方向上都相等，这就是所谓的全向性(Omni-directional)辐射场型；但在垂直面场型中，电磁波强度则是在θ等于90度的方向上有最大值，是属于具有方向性(Directional)的辐射场型。故由天线的辐射场型可以决定天线的摆放位置以及得知天线的最佳发射和接收方向等辐射特性。
蓝牙天线的选用
对手持式蓝牙装置的使用者来说，能够不用考虑使用位置或使用方向的问题而都能够顺利的利用蓝牙来做短距离的传输才是使用蓝牙的最终目的之一，而适当的蓝牙天线
设计将会有助于达到这样的传输品质。在辐射场型方面，手持式蓝牙产品的天线应该是全向性的而可以和来自四面八方的其它蓝牙产品互相联系；在天线增益方面，由于蓝牙使用的ISM频段其操作波长短，对于传输介质或传输路径中的障碍物或导体所造成的能量损耗相对提高。故虽然蓝牙产品标榜为短距离传输装置，但仍应考量在室内环境中使用会有家具、房间墙壁甚至人体等的电磁波障碍物存在，所以蓝牙天线的增益也不能够太小；
同样地，在AP装置上的蓝牙天线由于需要涵盖较大的区域，所以其天线增益势必要比手持式产品高出许多。另外在辐射场型方面也必须考虑到AP的装设位置和欲涵盖的范围来决定
设计合适的指向性天线。除了以上所探讨的设计需求外，对于各种不同的蓝牙产品而言，蓝牙天线还是得要符合低成本的首要条件。再从产品应用的角度来看，由于天线对于周边接地金属面(Ground Plane)十分敏感，像是电路板上的接地面或是电路板上防止静电用的屏蔽金属片都会严重影响到天线的辐射特性。以笔记型计算机为例，目前装置蓝牙模块的方式有两种：以PCMCIA卡外接方式而言，由于笔记型计算机内的主机板上覆盖有屏蔽金属壳以及接地金属面，故PCMCIA卡的末端必须突出笔记型计算机之外，而蓝牙天线则以内建隐藏的方式设计在内部电路板上或以转接头外接天线的方式如图7所示)固定在PCMCIA卡上；另外，蓝牙天线在笔记型计算机上也将因为摆放的位置不同而有特性上的差异。一般来说，将蓝牙天线置放于LCD屏幕周围的操作频宽和天线增益会比安装在键盘周围来得大。
蓝牙天线的传输模式
蓝牙的传输模式是以一个微微网(Piconet)为基础，一个微微网内可以同时存在七个蓝牙的从动装置(Slave)和一个主动装置(Master)，在同一个微微网内所有从动装置的跳频序列(Frequency Hopping Sequence)必须和主动装置互相配合。如图5所示，在微微网的基础下可以容许单点对单点(Point to Point)、单点对多点(PointtoMultipoint以及数个微微网互相链接的多种传输模式。在以上这些模式中，不论是微微网内的主动或是从动装置，因为都需要和网内随时改变位置的从动或主动装置联系，故这些装置所使用的天线辐射场型必须是近似全向性的，若是使用指向性过高的天线来做传送或接收，将会造成两个蓝牙装置之间的讯号在某些相对角度上无法正常传送。图6是在室内环境用固定式的接取装置(Access Point, AP)来和其它蓝牙装置进行传输的模式。由于接取装置AP已经被固定在室内的某些适当位置以便对室内的蓝牙装置做数据传输，所以使用在AP装置上的天线不一定需要全向性，反而是依安装位置及传输范围来设计在固定方向上具有高指向性的天线才能得到最好的传输效果。至于其它的蓝牙装置仍是以全向性的天线最能符合其需求。
蓝牙天线的种类,参数及设计
天线是在无线通讯系统中用来传送与接收电磁波能量的重要必备组件。由于目前技术尚无法将天线整合至半导体制程的芯片中，故在蓝牙模块里除了核心的系统芯片外，天线是另一具有影响蓝牙模块传输特性的关键性组件。在各种不同的蓝牙应用产品中，所使用的天线设计方法与制作材质也不尽相同。选用适当的天线除了有助于搭配产品的外型以及提升蓝牙模块的传输特性外，还可以更进一步降低整个蓝牙模块的成本。这是提供给蓝牙系统厂商在寻求低价格的系统芯片外，另一个可能降低模块成本的考量方向。在本文中将介绍蓝牙天线的设计考量、相关重要参数、蓝牙天线的种类以及在产品上的应用考量。
重要的天线参数
天线最主要的功能在于转换传播介质中(通常是空气介质)辐射电磁波能量与收发机所送出或收到的能量。在能量转换的过程中，会出现有收发机与天线及天线与传播介质之间的不连续接口。在无线通讯系统中，天线必须依照这两个接口的特性来做适当的设计，以使得收发机、天线以及传播介质之间形成一个连续的能量传输路径，如此便可以顺利的将发射机的能量藉由发射天线辐射到传播介质中，并藉由接收天线将辐射电磁波的能量传送到接收机端。为了能够说明这两个接口的各项特
性，图1 列出了一些重要的参数，以下就这些参数的定义加以说明：
天线输入阻抗(Input Impedance)
天线的输入阻抗是以收发机与天线间的接口往天线端看入所得到的阻抗值。为了让天线与收发机电路间达到阻抗匹配(Impedance Matching)以降低因不匹配现象所造成的反射损失(Return Loss)，故天线的输入阻抗必须与收发机电路的输出阻抗互相匹配，如此一来才不至于使得大部份能量在天线与收发机之间就损耗掉。以一般的天线设计来说，通常输入阻抗是无法做大范围的改变。最普遍的设计方式是将天线的输入阻抗设计在一般电路中所常使用的50 奥姆，如此便可以与收发机电路的输出阻抗达到50 奥姆匹配。但是在特殊的收发机电路设计中，输出阻抗不一定会是50 奥姆，此时便需在收发机电路与天线输入端之间设计一个外加的阻抗匹配网络来将天线的输入阻抗值转换到收发机的输出阻抗值。
用来表示阻抗匹配状况的反射损耗，单位为dB。其数学表示式可以写成：
Return Loss(RL)=-20log|Γ |(dB)
其中Γ 为天线输入端与收发机输出端之间的反射系数，亦可以天线
输入阻抗Za 与收发机输出阻抗Zt 来表示之：
Γ=（Za-Zt)(Za+Zt)
由以上两式便可轻易得知RL、Za 与Zt 三者之间的关系。举例来说，当天线输入端的RL 达到-10dB 时，表示由发射机所送入天线的能量将有10%会因为天线与发射机之间的阻抗不匹配而造成能量损失；假设此时发射机的输出阻抗Zt 为50 奥姆，则可得知天线的输入阻抗Za 为96 奥姆，由此可验证天线与发射机之间的阻抗并不匹配。
操作频率(Operating Frequency)与频宽(Bandwidth, BW)
天线的操作频率需涵盖整个系统所可能使用到的频带，而整个工作频带范围内的最高操作频率fU 与最低操作频率fL 间的差值即为天线的操作频宽。通常，天线的频宽大小都以百分比来表示：
BW=(fU-fL)/fC×100%
其中，fC 是中心操作频率。以蓝牙为例，其操作频率范围如表1 所示，故天线的最小操作频宽需为83.5 MHz，也就是3.4%。
在了解了天线操作频宽的定义后，还需要知道如何决定天线的操作频率范围。一般最常使用的是电压驻波比(VSWR)2:1 的标准，如此一来由一连串VSWR小于2.0 的频率点所组成的频率范围即为天线的操作频宽。通常用来决定操作频宽的标准是随着不同的通讯系统而会有所差异，例如VSWR 需小于1.5 的标准。但对蓝牙来说，VSWR 小于2.0 的条件已经可以符合系统上的需求。
辐射场型(Radiation Pattern)
辐射场型是用来描述由天线所辐射出的能量与空间中任意位置的相
互关系，藉由辐射场型图可以得知由天线所辐射出来的电磁波在空间中每一个位置的相对强度或绝对强度。以最常见的偶极天线(Dipole Antenna)为例，图2 为偶极天线在远场(Far-field)量测系统中的坐标参数示意图，其辐射场型图是以图3 之水平面(Azimuth)及垂直面(Elevation)两个正交平面的二维场型图来表示。简单来说，所谓水平面的辐射场型图即为由z 轴上往偶极天线看下去所得到的电磁波强度在x-y 平面上的分布图；而垂直面的辐射场型图则为由天线的侧面(即x-y 平面上)往偶极天线看进去所得到的电磁波强度在x-z 或y-z 平面上的分布图。以偶极天线的水平面场型来看，电磁波强度在任意方向上都相等，这就是所谓的全向性(Omni-directional)辐射场型；但在垂直面场型中，电磁波强度则是在θ 等于90 度的方向上有最大值，是属于具有方向性(Directional)的辐射场型。故由天线的辐射场型可以决定天线的摆放位置以及得知天线的最佳发射与接收方向等辐射特性。
指向性(Directivity)与天线增益(Gain)
表1 全球主要地区的ISM 频段配置
Region ISM Band(GHz) Available Channels
U.s.,Japan&Europe 2.4000～2.4835 79
France 2.4000～2.4835 23
天线的指向性与其辐射场型有关，所以指向性也是方位角的函数，其定义如下：
D(θ,ψ)=【天线在(θ,ψ)方向上的辐射强度】/【全向性天线的辐射强度】由于全向性天线在任意方向上的辐射强度都相同，所以在上述指向性的定义中被当作为参考的标准值，故指向性是以dBi 为单位。由以上的定义不难发现，指向性越高的方向其实就是天线辐射能量越集中的方向。但是在实际的应用上，由于必须考虑天线本身的辐射效率(Efficiency)问题，故通常都以天线增益的大小来代替指向性，两者之间的关系为：G（θ,ψ）=eD(θ,ψ)
其中，天线的辐射效率高低与电磁波辐射过程中所损失的能量多寡有关。图4 说明了利用天线来做能量传送与接收的过程中所有可能会产生的能量损失，这些损失的能量包括了天线输入端阻抗不匹配造成的能量反射、天线本身的材质在高频下所产生的能量损耗以及在传播介质中所消耗的能量。通常天线增益都以最大值来表示，故可将天线增益简单的以G 来表示，其单位亦为dBi。
蓝牙天线在不同操作模式下的设计考量
蓝牙的传输模式是以一个微微网(Piconet)为基础，一个微微网内可以同时存在七个蓝牙的从动装置(Slave)与一个主动装置(Master)，在同一个微微网内所有从动装置的跳频序列(Frequency Hopping Sequence)必须与主动装置互相配合。如图5 所示，在微微网的基础下可以容许单点对单点(Point to Point)、单点对多点(Point to Multipoint)以及数个微微网互相链接的多种传输模式。在以上这些模式中，不论是微微网内的主动或是从动装置，因为都需要与网内随时改变位置的从动或主动装置联系，故这些装置所使用的天线辐射场型必须是近似全向性的，若是使用指向性过高的天线来做传送或接收，将会造成两个蓝牙装置之间的讯号在某些相对角度上无法正常传送。图6 是在室内环境使用固定式的接取装置(Access Point, AP)来与其它蓝牙装置进行传输的模式。由于接取装置AP 已经被固定在室内的某些适当位置以便对室内的蓝牙装置做数据传输，所以使用在AP 装置上的天线不一定需要全向性，反而是依安装位置及传输范围来设计在固定方向上具有高指向性的天线才能得到最好的传输效果。至于其它的蓝牙装置仍是以全向性的天线最能符合其需求。
蓝牙天线的种类
目前最常见的蓝牙天线种类包括有偶极天线(Dipole Antenna)、
PIFA(PlanarInverted F Antenna)天线以及微小型陶瓷天线(Ceramic Antenna)等。由于这些天线具有近似全向性的辐射场型以及结构简单、制作成本低的优点，所以非常适合蓝牙装置的使用，以下便对这些天线做一介绍：
偶极天线
偶极天线的外观通常是圆柱状或是薄片状，其在天线底端有一转接头做为能量馈入的装置，而与蓝牙模块之射频前端电路所外接的转接头相互连接(如图7所示)。另外一种天线外接方式是使用可旋转式转接头，这种方式的优点在于天线可以依照使用需求做任意角度的旋动并藉以提高传输效果，但是其缺点在于可旋转式接头的成本较高。
偶极天线的长度与其操作频率有关，一般常用的设计是使用半波长或四分之一波长来做为天线的长度。另外，偶极天线亦可以应用平面化的设计方式将蓝牙天线设计为可焊接在电路板上的SMD(Surface-Mounted Device)组件，或是直接在PCB 电路板上以简单的微带线(Microstrip Line)结构来设计天线(如图8 所示)，如此可得到低成本的隐藏天线，并有助于产品外观的多样化设计。
PIFA 天线
PIFA 天线是以其侧面结构与倒反的英文字母F 外观雷同而命名(如图9 所示)。PIFA 天线的操作长度只有四分之一操作波长，而且在其结构中已经包含有接地金属面，可以降低对模块中接地金属面的敏感度，所以非常适合用在蓝牙模块装置中。另一方面，由于PIFA 天线只需利用金属导体配合适当的馈入及天线短路到接地面的位置，故其制作成本低，而且可以直接与PCB 电路板焊接在一起。PIFA 天线的金属导体可以使用线状或是片状，若以金属片状制作则可设计为SMD 组件来焊接在电路板上达到隐藏天线的目的。此时为了支撑金属片不与接地金属面产生短路，通常会在金属片与接地面之间加入绝缘的介质，如果使用介质常数(Dielectric Constant)较高的绝缘材质还可以缩小蓝牙天线的尺寸。
陶瓷天线
陶瓷天线是另外一种适合于蓝牙装置所使用的小型化天线。陶瓷天线的种类可分为块状(Block)陶瓷天线与多层(Multilayer)陶瓷天线，前者是使用高温(摄氏1000 度以上)将整块陶瓷体一次烧结完成后再将天线的金属部份印在陶瓷块的表面上；后者则采用低温共烧(Low emperature Cofired)的方式将多层陶瓷迭压对位后再以800~900 度的温度烧结，所以天线的金属导体可以依设计需要印在每一层陶瓷介质层上，如此一来
便可有效缩小天线所需尺寸，并能达到隐藏天线设计布局的目的(如图10 所示)。
由于陶瓷本身的介质常数较PCB 电路板高，所以使用陶瓷当天线介质能有效缩小天线尺寸；在介质损耗(Dielectric Loss)方面，陶瓷介质也比PCB 电路板的介质损耗更小，所以非常适合用在低耗电率的蓝牙模块使用。除此之外，当蓝牙模块必须利用LTCC 的技术来将模块体积降到最小时，LTCC 蓝牙天线可以轻易的与蓝牙模块整合在LTCC 的多层陶瓷介质中(如图11 所示)，将是小型化蓝牙模块的最佳选择。
蓝牙天线在产品应用上的考量
对手持式蓝牙装置的使用者来说，能够不用考虑使用位置或使用方向的问题而都能够顺利的利用蓝牙来做短距离的传输才是使用蓝牙的最终目的之一，而适当的蓝牙天线设计将会有助于达到这样的传输品质。在辐射场型方面，手持式蓝牙产品的天线应该是全向性的而可以与来自四面八方的其它蓝牙产品互相联系；在天线增益方面，由于蓝牙使用的ISM 频段其操作波长短，对于传输介质或传输路径中的障碍物或导体所造成的能量损耗相对提高。故虽然蓝牙产品标榜为短距离传输装
置，但仍应考量在室内环境中使用会有家具、房间墙壁甚至人体等的电磁波障碍物存在，所以蓝牙天线的增益也不能够太小；同样地，在AP 装置上的蓝牙天线由于需要涵盖较大的区域，所以其天线增益势必要比手持式产品高出许多。另外在辐射场型方面也必须考虑到AP 的装设位置与欲涵盖的范围来决定设计合适的指向性天线。除了以上所探讨的设计需求外，对于各种不同的蓝牙产品而言，蓝牙天线还是得要符合低成本的首要条件。
再从产品应用的角度来看，由于天线对于周边接地金属面(Ground Plane)十分敏感，像是电路板上的接地面或是电路板上防止静电用的屏蔽金属片都会严重影响到天线的辐射特性。以笔记型计算机为例，目前装置蓝牙模块的方式有两种：
如图7 与图8 以PCMCIA 卡外接方式而言，由于笔记型计算机内的主机板上覆盖有屏蔽金属壳以及接地金属面，故PCMCIA 卡的末端(图7 中的黑色部份)必须突出笔记型计算机之外，而蓝牙天线则以内建隐藏的方式(如图8 所示)设计在内部电路板上或以转接头外接天线的方式(如图7 所示)固定在PCMCIA 卡上；另外，蓝牙天线在笔记型计算机上也将因为摆放的位置不同而有特性上的差异。一般来说，将蓝牙天线置放于LCD 屏幕周围的操作频宽与天线增益会比安装在键盘周围来得大。
由以上蓝牙天线在产品应用上的考量可以发现，如果要确保蓝牙天线的良好操作特性以更进一步提升蓝牙产品的传输品质，就必须在设计蓝牙模块一开始便将蓝牙天线的设计架构以及产品应用环境一并考虑，如
此便可在设计初期就把天线与周边环境相互影响的问题解决并可提升后段产品应用的可靠度。
天线的分类与选择
第二讲天线的分类与选择 移动通信天线的技术发展很快，最初中国主要使用普通的定向和全向型移动天线，后来普遍使用机械天线，现在一些省市的移动网已经开始使用电调天线和双极化移动天线。由于目前移动通信系统中使用的各种天线的使用频率，增益和前后比等指标差别不大，都符合网络指标要求，我们将重点从移动天线下倾角度改变对天线方向图及无线网络的影响方面，对上述几种天线进行分析比较。 2.1 全向天线 全向天线，即在水平方向图上表现为360°都均匀辐射，也就是平常所说的无方向性，在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束，一般情况下波瓣宽度越小，增益越大。全向天线在移动通信系统中一般应用与郊县大区制的站型，覆盖范围大。 2.2 定向天线 定向天线，在在水平方向图上表现为一定角度范围辐射，也就是平常所说的有方向性，在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束，同全向天线一样，波瓣宽度越小，增益越大。定向天线在移动通信系统中一般应用于城区小区制的站型，覆盖范围小，用户密度大，频率利用率高。 根据组网的要求建立不同类型的基站，而不同类型的基站可根据需要选择不同类型的天线。选择的依据就是上述技术参数。比如全向站就是采用了各个水平方向增益基本相同的全向型天线，而定向站就是采用了水平方向增益有明显变化的定向型天线。一般在市区选择水平波束宽度B为65°的天线，在郊区可选择水平波束宽度B为65°、90°或120°的天线（按照站型配置和当地地理环境而定），而在乡村选择能够实现大范围覆盖的全向天线则是最为经济的。 2.3 机械天线 所谓机械天线，即指使用机械调整下倾角度的移动天线。 机械天线与地面垂直安装好以后，如果因网络优化的要求，需要调整天线背面支架的位置改变天线的倾角来实现。在调整过程中，虽然天线主瓣方向的覆盖距离明显变化，但天线垂直分量和水平分量的幅值不变，所以天线方向图容易变形。 实践证明：机械天线的最佳下倾角度为1°－5°；当下倾角度在5°－10°变化时，其天线方向图稍有变形但变化不大；当下倾角度在10°-15°变化时，其天线方向图变化较大；当机械天线下倾15°后，天线方向图形状改变很大，从没有下倾时的鸭梨形变为纺锤形，这时虽然主瓣方向覆盖距离明显缩短，但是整个天线方向图不是都在本基站扇区内，在相邻基站扇区内也会收到该基站的信号，从而造成严重的系统内干扰。 另外，在日常维护中，如果要调整机械天线下倾角度，整个系统要关机，不能在调整天线倾角的同时进行监测；机械天线调整天线下倾角度非常麻烦，一般需要维护人员爬到天线安放处进行调整；机械天线的下倾角度是通过计算机模拟分析软件计算的理论值，同实际最佳下倾角度有一定的偏差；机械天线调整倾角的步进度数为1°，三阶互调指标为-120dBc。
电机分类 结构和原理
电机知识学习总结 1基本知识介绍 1.1直流、单相交流、三相交流 1.2交流下有“同步和异步”的区别 同步异步指的是转子转速与定子旋转磁场转速是同步（相同）还是异步（滞后），因而只有交流能产生旋转磁场，只有交流电机有同步异步的概念。 同步电机——原理：靠“磁场总是沿着磁路最短的方向上走”实现转子磁极与定子旋转磁场磁极逐一对应，转子磁极转速与旋转磁场转速相同。特点：同步电机无论作为电动机还是发电机使用，其转速与交流电频率之间将严格不变。同步电机转速恒定，不受负载变化影响。 异步电机——原理：靠感应来实现运动，定子旋转磁场切割鼠笼，使鼠笼产生感应电流，感应电流受力使转子旋转。转子转速与定子旋转磁场转速必须有转速差才能形成磁场切割鼠笼，产生感应电流。 区别：（1）同步电机可以发出无功功率，也可以吸收；异步电机只能吸收无功。（2）同步电机的转速与交流工频50Hz电源同步，即2极电机3000转、4极1500、6极1000等。异步电机的转速则稍微滞后，即2极2880、4极1440、6极960等。（3）同步电动机的电流在相位上是超前于电压的，即同步电动机是一个容性负载。同步电动机可以用以改进供电系统的功率因素。 同步电机无法直接启动：刚通电一瞬间，通入直流电的转子励磁绕组是静止的，转子磁极静止；定子磁场立即具有高速。假设此瞬间正好定子磁极与转子磁极一一对应吸引，在定子磁极在极短的时间内旋转半周的时间之内，会对转子产生吸引力，半周之后将会产生排斥力。由于转子有转动惯量，转子不会转动起来，而是在接近于0的速度下左右震动。因此同步电机需要鼠笼绕组启动。转速差使其产生感应电流，而感应电流具有减小转速差的特性（四根金属棒搭成井形，内部磁场变密会减小面积，变疏会增加面积，阻止其变化趋势），因而会使转子转动起来，直到感应电流与转速差平衡（没有电流就不会有力，因而不会消除转速差，猜测与旋转阻力有关）。 1.3永磁、电磁、感磁（构成定子、转子） 永磁——永磁铁 电磁——通电线圈 感磁——无电闭合绕组、鼠笼 永磁和电磁大多数情况下可以互换，感磁需要有旋转磁场的场合才能用，在三相同步电机中经常作为启动与电磁/永磁共用于转子。 1.4有刷无刷 电机有刷和无刷对电机结构影响很大，刷指的是转子通电时的电刷换向器、或者滑环。
基站天线选型
基站天线选型 一.天线概念 在无线通信系统中，天线是收发信机与外界传播介质之间的接口。同一副天线既可以辐射又可以接收无线电波：发射时，把高频电流转换为电磁波；接收时把电磁波转换为高频电流。 在选择基站天线时，需要考虑其电气和机械性能。电气性能主要包括：工作频段、增益、极化方式、波瓣宽度、预置倾角、下倾方式、下倾角调整范围、前后抑制比、副瓣抑制、零点填充、回波损耗、功率容量、阻抗、三阶互调等。机械性能主要包括：尺寸、重量、天线输入接口、风载荷等。 基站所用天线类型按辐射方向来分主要有：全向天线、定向天线。 按极化方式来区分主要有：垂直极化天线（也叫单极化天线）、交叉极化天线（也叫双极化天线）。上述两种极化方式都为线极化方式。圆极化和椭圆极化天线一般不采用。 按外形来区分主要有：鞭状天线、平板天线、帽形天线等。 在继续论述天线相关理论之前必须首先介绍各向同性（Isotropic）天线。各向同性天线是一种理论模型，实际中并不存在，它把天线假设为一个辐射点源，能量以该点为中心以电磁场的形式向四周均匀辐射，为一球面波。 另外全向天线并不是没有方向性，它只是在水平方向为全向，但在垂直方向是有方向性的。它与各向同性天线是两个不同的概念。 半波振子是基站主用天线的基本单元，半波振子的优点是能量转换效率高。1.天线增益 天线作为一种无源器件，其增益的概念与一般功率放大器增益的概念不同。功率放大器具有能量放大作用，但天线本身并没有增加所辐射信号的能量，它只是通过天线振子的组合并改变其馈电方式把能量集中到某一方向。增益是天线的重要指
标之一，它表示天线在某一方向能量集中的能力。表示天线增益的单位通常有两个：dBi、dBd。两者之间的关系为：dBi=dBd+2.17 dBi定义为实际的方向性天线（包括全向天线）相对于各向同性天线能量集中的相对能力，“i”即表示各向同性——Isotropic。 dBd定义为实际的方向性天线（包括全向天线）相对于半波振子天线能量集中的相对能力，“d”即表示偶极子——Dipole。 两种增益单位的关系见图1： 图1 dBi与dBd的关系 天线增益不但与振子单元数量有关，还与水平半功率角和垂直半功率角有关。 2.天线方向图 天线辐射的电磁场在固定距离上随角坐标分布的图形，称为方向图。用辐射场强表示的称为场强方向图，用功率密度表示的称之功率方向图，用相位表示的称为相位方向图。 天线方向图是空间立体图形，但是通常用两个互相垂直的主平面內的方向图来表示，称为平面方向图。一般叫作垂直方向图和水平方向图。就水平方向图而言，有全向天线与定向天线之分。而定向天线的水平方向图的形状也有很多种，如心型、8字形等。 天线具有方向性本质上是通过振子的排列以及各振子馈电相位的变化来获得的，在原理上与光的干涉效应十分相似。因此会在某些方向上能量得到增强，而某
无刷直流电机工作原理详解
无刷直流电机工作原理详解 日期: 2014-05-28 / 作者: admin / 分类: 技术文章 1. 简介 本文要介绍电机种类中发展快速且应用广泛的无刷直流电机（以下简称BLDC）。BLDC被广泛的用于日常生活用具、汽车工业、航空、消费电子、医学电子、工业自动化等装置和仪表。顾名思义，BLDC不使用机械结构的换向电刷而直接使用电子换向器，在使用中BLDC相比有刷电机有许多的优点，比如： 能获得更好的扭矩转速特性； 高速动态响应； 高效率； 长寿命； 低噪声； 高转速。 另外，BLDC更优的扭矩和外形尺寸比使得它更适合用于对电机自身重量和大小比较敏感的场合。 2. BLDC结构和基本工作原理 BLDC属于同步电机的一种，这就意味着它的定子产生的磁场和转子产生的磁场是同频率的，所以BLDC并不会产生普通感应电机的频差现象。BLDC中又有单相、2相和3相电机的区别，相类型的不同决定其定子线圈绕组的多少。在这里我们将集中讨论的是应用最为 广泛的3相BLDC。 2.1 定子 BLDC定子是由许多硅钢片经过叠压和轴向冲压而成，每个冲槽内都有一定的线圈组成了绕组，可以参见图2.1.1。从传统意义上讲，BLDC的定子和感应电机的定子有点类似，不过在定子绕组的分布上有一定的差别。大多数的BLDC定子有3个呈星行排列的绕组，每 个绕组又由许多内部结合的钢片按照一定的方式组成，偶数个绕组分布在定子的周围组成了偶数个磁极。
BLDC的定子绕组可以分为梯形和正弦两种绕组，它们的根本区别在于由于绕组的不同连接方式使它们产生的反电动势（反电动势的相关介绍请参加EMF一节）不同，分别呈现梯形和正弦波形，故用此命名了。梯形和正弦绕组产生的反电动势的波形图如图2.1.2和图 2.1.3所示。
增益天线种类详解
电源招聘专家 增益天线种类详解 着无线产品价格的逐渐走低，许多人都在企业或家里构筑了无线网络，大大方便了日常应用。不过，家里面积大了，企业间的距离远了，无线网络不稳定、数据传输受阻等技术开始出现。怎样才能解决这些棘手的技术呢? 更换网络设备花销过大，不符合经济节约的消费理念，而更换、加装增益天线却是极为经济切增强无线网络传输能力、稳定性的方法。 了解增益天线 作为增益天线的基本属性，增益是指定方向上的最大辐射强度和天线最大辐射强度的比值，即天线功率放大倍数。在一般情况下，增益的强弱将干扰到天线辐射或接收无线信号的能力。也就是说，在同等条件下，增益越高，无线信号传播距离就越远。增益的单位为dBi，室内天线大多为4dBi～5dBi，室外天线大多为8.5dBi～14dBi。 通常情况下，由于增益的大小和无线带宽成反比，即增益越大，其带宽就越窄;增益越小，带宽则较大。因此，较大增益的天线主要在远距离传输，而小增益天线则更适合于无线信号大覆盖范围的应用环境。 目前在无线网络应用中，天线分为点对点应用、点对多点应用两种，用户可根据不同的应用范围选购不同类型的无线天线，使无线信号能够顺利地被各个无线设备接收和发送。 天线种类扫描 在上文中，我们说明了增益天线的定义和作用。其实，增益天线仅是一个统称而已，我们可以笼统地将它看做是无线天线。在这个天线家族中，还有许多不为人所知的新面孔。在此，我们让大家“见识”一下它们的实力。 1.种类全接触 无线天线可分为全向天线、定向天线、扇形天线、平板天线等类型。 其中全向天线适在各无线接点距离较近、需要覆盖较多数量无线设备及客户端的场合，但这些设备的增益大多较小，信号传递距离较短。 定向天线包括八木定向天线、角型定向天线、抛物面定向天线等品种，适在各无线接点位置距离很远，并且无线接入点集中、数量较少且位置固定的环境。这种天线具有信号传递距离长、能量汇聚能力强的特点。 扇形天线可以多角度的覆盖，如果无线接入点集中在该天线的覆盖范围内，可考虑选购此类天线，它具有能量定向和汇聚功能。 平板天线的角度范围可分为30度和15度，比扇形天线的信号覆盖范围小，但它的能量汇聚能力更强，可用在无线接入点相对较远、更为集中的环境。 2.主流天线详解 在诸多不同类型的天线中，使用全向天线和定向天线的企业和个人非常多，它们也是笔者要重点推荐大家使用的天线。 ●全向天线 所谓全向天线，是指在水平面上辐射和接收无最大方向的天线。由于辐射和接收无方向性，所以此类天线安装起来比较方便，不需要考虑传输点的天线安装角度技术。 不过全向天线没有最大方向，它的天线增益相对较低，这就导致无线信号的传输距离较短。因此，这类天线一般比较适合在传输距离规则不太高的点对多点通信环境使用。例如，在对等网络和无线漫游网络的中心无线AP上使用此类天线，通过中心无线AP，可以均匀地将
常见电动机分类及原理
一、原理 1、基本原理：通电导线在磁场中会受到力的作用。 2、方向判定：力左电右：左手定则，摊开左手，使大拇指与其余四指垂直且在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流方向，则大拇指所指为导体受力方向；右手定则，摊开右手，使大拇指与其余四指垂直且在同一平面内，让大拇指指向导体运动方向，则其余四指所指为感应电流方向。 二、分类 1、按工作电源分类：直流电动机 交流电动机：单相交流电动机、三相交流电动机 2、按结构原理分类：异步电动机 同步电动机（转子转速与磁场转速是否同步） 3、按用途分类：驱动用电动机 控制用电动机：步进电动机（开环控制）、伺服电动机（闭环控制，更精确） 4、按转子结构分类：鼠笼型电动机 绕线型电动机 三、直流电动机 1、分类 A、按励磁方式（主磁场）：永磁励磁电动机 电磁励磁电动机：他励，主绕组与电枢绕组分别供电 自励：并励，串励，复励 B、按有无电刷：有刷直流电动机 无刷直流电动机：永磁体转动，不同于有刷的机械换向，无刷采用电子换向，控制器件通过控制输入定子线圈中的电流来产生旋转磁场。 2、原理： 有刷直流电动机产品转子结构图
四、单相交流电动机 1、分类：分类口诀：单相电机分三种，分类方式看起动 分相起动第一种，分相又分电阻和电容 电容裂相分三类，起动、运行、双电容 罩极起动第二种，凸极隐极两类型 串励起动第三种，交流直流都可用 2、电容分相起动单相电机：定子中有主副两根绕组，主绕组较粗，电阻一般为几欧，副绕组较细，电阻一般十几欧到几十欧。主绕组与副绕组在空间上呈九十度，且因为负绕组支路
中电容的作用，两绕组上的电流在相位上相差九十度，以此来产生一个旋转磁场起动电机。转子为鼠笼式。 结构图 电路图 不断开是为了提高功率因数，增加转矩，但最佳运行电容往往不是最佳起动电容，所以有下面的双电容形式。
天线选型
短波无线电通信天线选型 短波通信是指波长１００－１０米（频率为３－３０ＭＨｚ）的电磁波进行的无线电通信。短波通信传输信道具有变参特性，电离层易受环境影响，处于不断变化当中，因此，其通信质量，不如其它通信方式如卫星、微波、光纤好。短波通信系统的效果好坏，主要取决于所使用电台性能的好坏和天线的带宽、增益、驻波比、方向性等因素。近年来短波电台随着新技术提高发展很快，实现了数字化、固态化、小型化，但天线技术的发展却较为滞后。由于短波比超短波、卫星、微波的波长长，所以，短波天线体积较大。在短波通信中，选用一个性能良好的天线对于改善通信效果极为重要。下面简单介绍短波天线如何选型和几种常用的天线性能。 一、衡量天线性能因素: 天线是无线通信系统最基本部件，决定了通信系统的特性。不同的天线有不同的辐射类型、极性、增益以及阻抗。 １．辐射类型：决定了辐射能量的分配，是天线所有特性中最重要的因素，它包括全向型和方向型。 2．极性：极性定义了天线最大辐射方向电气矢量的方向。垂直或单极性天线（鞭天线）具有垂直极性，水平天线具有水平极性。 ３．增益：天线的增益是天线的基本属性，可以衡量天线的优劣。增益是指定方向上的最大辐射强度与天线最大辐射强度的比值，通常使用半波双极天线作为参考天线，其它类型天线最大方向上的辐射强度可以与参考天线进行比较，得出天线增益。一般高增益天线的带宽较窄。 ４．阻抗和驻波比（ＶＳＷＲ）：天线系统的输入阻抗直接影响天线发射效率。当驻波比（ＶＳＷＲ）１：１时没有反射波，电压反射比为１。当ＶＳＷＲ大于１时，反射功率也随之增加。发射天线给出的驻波比值是最大允许值。例如：ＶＳＷＲ为２：１时意味着，反射功率消耗总发射功率的１１％，信号损失０．５ｄＢ。ＶＳＷＲ为１．５：１时，损失４％功率，信号降低０．１８ｄＢ。 二、几种常用的短波天线 １．八木天线（ＹａｇｉＡｎｔｅｎｎａ）八木天线在短波通信中通常用于大于６ＭＨｚ以上频段，八木天线在理想情况下增益可达到１９ｄＢ，八木天线应用于窄带和高增益短波通信，可架设安装在铁塔上具有很强的方向性。在一个铁塔上可同时架设几个八木天线，八木天线的主要优点是价格便宜。 ２．对数周期天线（ＬｏｇＰｅｒｉｏｄｉｃＡｎｔｅｎｎａ）对数周期天线价格昂贵，但可以使用在多种频率和仰角上。对数周期天线适合于中、短波通信，利用天波信号，效率高，接近于发射期望值。与其它高增益天线相比，对数周期天线方向性更强，对无用方向信号的衰减更大。 ３．长线天线（Ｌｏｎｇ－ＷｉｒｅＡｎｔｅｎｎａｓ）长线天线优点是结构简单，价格低，增益适中。与八木天线和对极周期天线比，长线天线长度方向性和增益低。但其优势在于，由于其增益与线长度有关，用户可以找到最佳接收线的长度和角度。通过比较信号波长，计算出线的长度，非常适合于远距离通信。当线长４倍波长在仰角为２５度时与双极天线比增益高３ｄＢ，当线长８倍于波长时，增益高６ｄＢ，仰角下降到１８度，图１为长线天线增益示图。
天线概述
天线的分类和选择+天线材料选择的.txt 天线分为：1.全向天线2.定向天线（我们接触和用的基本是前两种）3.机械天线4.电调天线5.双极化天线。 下面主要介绍坛友们比较关心的定向和全向天线。感兴趣的朋友可以google或者baidu其他相关天线的详细资料。“相关资料提供下载”中提供简单介绍下载。） 天线介绍： 2.1 全向天线 全向天线，即在水平方向图上表现为360°都均匀辐射，（使用大功率网卡的朋友注意了，此类天线最好能离人体3米及以上，辐射对人体的伤害就不用说了吧）也就是平常所说的无方向性，在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束，一般情况下波瓣宽度越小，增益越大。全向天线在移动通信系统中一般应用与郊县大区制的站型，覆盖范围大。 2.2 定向天线 定向天线，在在水平方向图上表现为一定角度范围辐射，也就是平常所说的有方向性，在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束，同全向天线一样，波瓣宽度越小，增益越大。定向天线在移动通信系统中一般应用于城区小区制的站型，覆盖范围小，用户密度大，频率利用率高。 2.2.1个人见解：定向分为反射型和引向型定向 反射型：常见的有：双菱（叠双菱）（跟平板差不多。），长城（跟平板差不多）平板（方向角较大，一般用于覆盖，形用于接收角度广容易调试） 栅格（方向尖锐，常用于点对点）。此类天线主要靠反射信号到达振子来工作。 引向型：常见的有：8木（引导信号到主振子，多余的经反射振子，再次到达主振子）叠双菱是两者都有，主振子信号源：是前面引向菱，后面反射板。主要靠反射，所以定义反射型。 全向天线：常见的有9db.8db. 7db.6db.5db 2db 定向天线：叠双菱（N菱），平板，八木，栅格，卫--星锅，长城，开槽等等 注：排名分前后（个人推荐） 天线的选择： 本帖隐藏的内容需要回复才可以浏览 以上天线介绍主要偏重于发射，个人认为接收的原理和发射原理相类似。发射要考虑一个功率问题，因为如果天线做的不好，在功率过大的情况下，该发射出去的功率没有发射出去就很容易反过来（简单说就是驻波大，导致功率反噬）损坏机器。友情提醒一下：使用大功率路由和网卡的朋友，在不确定自制天线技术指标的情况下，尽量将功率调低一点，够用就好。 关于天线的选择，关键还是要看使用环境。如果是6层以下的小区环境，视野不太开阔20-50米之间就有阻挡物的，建议使用全向或者平板天线。个人推荐：9db,8db,7db，叠双菱，14DB平板。 如果是小高层，或者小区边缘环境（视野开阔，信号在远处）。建议使用八木，14db以上平板。此类天线建议在100-800米范围内使用。
天线的基础知识
天线的基础知识(2009-05-17 22:14:38) 1 天线工作原理及作用是什么？ 天线作为无线通信不可缺少的一部分，其基本功能是辐射和接收无线电波。发射时，把高频电流转换为电磁波；接收时，把电滋波转换为高频电流。 2 天线有多少种类？ 天线品种繁多，主要有下列几种分类方式： 按用途可分为基地台天线（base station antenna）和移动台天线（mobile portable antennas），还有就是手持对讲机用的天线（handhold transceiver antennas)。基地电台俗称棒子天线；车载天线俗称苗子；手台天线由于绝大部分是橡胶外皮的因此俗称橡胶天线或橡胶棒儿。 按工作频段可划分为超长波、长波、中波、短波、超短波和微波。 按其方向可划分为全向和定向天线。 3 如何选择天线？ 天线作为通信系统的重要组成部分，其性能的好坏直接影响通信系统的指标，用户在选择天线时必须首先注重其性能。具体说有两个方面，第一选择天线类型；第二选择天线的电气性能。选择天线类型的意义是：所选天线的方向图是否符合系统设计中电波覆盖的要求；选择天线电气性能的要求是：选择天线的频率带宽、增益、额定功率等电气指标是否符合系统设计要求。因此，用户在选择天线时最好向厂家联系咨询或在往上对比分析其技术指标。 4 什么是天线的增益？ 增益是天线的主要指标之一，它是方向系数与效率的乘积，是天线辐射或接收电波大小的表现。增益大小的选择取决于系统设计对电波覆盖区域的要求，简单地说，在同等条件下，增益越高，电波传播的距离越远，一般基地台天线采用高增益天线，移动台天线采用低增益天线。 5 什么是电压驻波比？ 天线输入阻抗和馈线的特性阻抗不一致时，产生的反射波和入射波在馈线上叠加形成的磁波，其相邻电压的最大值和最小值之比是电压驻波比，它是检验馈线传输效率的依据，电压驻波比小于1.5，在工作频点的电压驻波比小于1.2，电压驻波比过大，将缩短通信距离，而且反射功率将返回发射机功放部分，容易烧坏功放管，影响通
各种天线参数和分类
汽车天线 汽车天线又叫车载天线，一般汽车上的天线用于车上的收音机和电台，可分汽车内置天线和外置天线。但根据不同用途的汽车也有安装其他的天线。如公交车有DVB-T天线，车载TV天线。物流及出租车还装有GSM天线、GPS卫星天线。收音机和电台天线主要就是AM/FM天线、软PCB数字天线、AM/FM/TV天线等。根据不同的功能和用途，所用的天线的频率也不同。 目录 名词释义： 又叫车载天线，是指设计安装在车辆上的移动通讯天线。最常见就是吸盘天线。由于吸盘天线安装摆放容易，所以在一些简易设台场合常常用吸盘天线代替基地天线。 结构分类： 车载天线结构上有缩短型、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，理论上它们的效率依次增加，同样工作频段的天线的长度也依次增加。 缩短型： 由于车辆本身有限高，加上过长的天线在车辆高速行进时形成的风阻，过桥洞、进入地下车库都是问题，所以车载天线并不是越长越好，一般要求轿车天线不超过70厘米，面包车类要求天线更短。缩短型天线体积小巧，虽然增益不高，但适合使用于需要隐蔽天线的场合。 八分之五波长和中部加感型
一般的警用车辆建议安装高增天线，尤其是在活动区域范围比较大的车辆，350MHZ高增益天线多分为八分之五波长加感的形式，在距天线顶部二分之一波长距离处有一个加感线圈。400MHZ频段双二分之一波长天线具有较高的增益，它的外观特征是天线的振子上有两个加感线圈。八分之五波长和中部加感型也有较高的增益，且价格比较便宜，因此得到广泛的使用。在作为临时固定台天线使用的场合可以考虑选用增益高的吸盘天线，天线的长度不必有过多限制。由于吸盘天线是根据汽车使用环境而设计所以在作为固定使用时在其下吸一块半径大于1米的金属板（如铁皮）会有更好的使用效果。由于进口原装的车载天线价格非常昂贵且优势不突出，所以一般都选用国产车载天线。在天线选型阶段主要参考天线的外型和增益。建议选用大厂家的名牌产品，他们提供的参数真实性比较高，制造工艺也有保证。如果是批量采购完全可以到专业天线制造厂家按使用频段定制，以取得最佳的使用效果。 汽车天线(8张) 频率分类： GSM天线 1. 工作频率：900MHZ/1800MHZ 900MHZ增益:3dBi 1800MHZ 增益:3dBi 2. VSWR：GSM〈1.8 DCS 〈1.8 3.线长：RG174线，3米/5米 4.安装方式：磁铁吸附 5.适用接头：SMA/SMB/GT5/BNC/MCX/MMCX 6.工作温度:-20℃～+85℃ 7.贮藏温度:-40℃～+90℃ TV天线 1.电源电压DC 10.5∽16.5V 2.电源60∽100MA 3.工作频率48∽860MHZ 4.增益15±3DB 5.噪声系数≤7DB 6.输出阻抗 75Ω 7.输出驻波≤3 8.环境温度 -20℃∽+70℃
2.4 GHz天线的选择和选择标准
Options and Selection Criteria for 2.4 GHz Antennas 2.4 GHz is a sweet spot for modern-day RF design can be demonstrated by mentioning a few well-known names: Bluetooth, ZigBee, Wi-Fi and WLAN. One can also toss cellular applications into the mix. Clearly, this unlicensed band allows a variety of handheld, mobile, and fixed base station designs that communicate either point-to-point, or are routed through a cellular or mesh network. Popularity, however, brings technical issues. Even with channel s egmentation, one standard’s signal can step on another and clog up throughput. Fortunately, frequency allocations, algorithms, time-slicing, and back-off timers, among other techniques, help let everyone share the band and play nicely together. Even so, achieving optimum performance and meeting reliability goals calls for superior antenna design and close attention to the associated components that keep everything resonant. What is more, whether balanced or single ended, the transmit gain and receive sensitivity depend on the physical nature of the antenna and its radiation pattern. This article takes a look at 2.4 GHz antennas and the coupling networks that make them work. It examines commercially available single-chip antennas that are designed to work in the 2.4 GHz ISM band. It discusses antenna types, RF distribution patterns, and range and design issues associated with using a single-chip antenna, as opposed to a connector- mounted external antenna or PCB antenna. All parts, datasheets, development kits and training modules referenced here are available on Digi-Key’s website. The signal path Key in making your antenna perform as desired is the signal path to the antenna. While most RF chips have good output stages, matching, filtering, and splitting still may be needed, especially if a single antenna is used for more than one communications standard. As such, the typical RF output stages must still connect to either a single ended, balanced, or diplexed matching network (Figure 1).
步进电机的种类、结构及工作原理
步进电机的种类、结构及工作原理 步进式伺服驱动系统是典型的开环控制系统。在此系统中，执行元件是步进电机。它受驱动控制线路的控制，将代表进给脉冲的电平信号直接变换为具有一定方向、大小和速度的机械转角位移，并通过齿轮和丝杠带动工作台移动。由于该系统没有反馈检测环节，它的精度较差，速度也受到步进电机性能的限制。但它的结构和控制简单、容易调整，故在速度和精度要求不太高的场合具有一定的使用价值。 1.步进电机的种类 步进电机的分类方式很多，常见的分类方式有按产生力矩的原理、按输出力矩的大小以及按定子和转子的数量进行分类等。根据不同的分类方式，可将步进电机分为多种类型，如表5-1所示。 表5-1 步进电机的分类 2.步进电机的结构
目前，我国使用的步进电机多为反应式步进电机。在反应式步进电机中，有轴向分相和径向分相两种，如表5--1所述。 图5--2是一典型的单定子、径向分相、反应式伺服步进电机的结构原理图。它与普通电机一样，分为定子和转子两部分，其中定子又分为定子铁心和定子绕组。定子铁心由电工钢片叠压而成，其形状如图中所示。定子绕组是绕置在定子铁心6个均匀分布的齿上的线圈，在直径方向上相对的两个齿上的线圈串联在一起，构成一相控制绕组。图5--2所示的步进电机可构成三相控制绕组，故也称三相步进电机。若任一相绕组通电，便形成一组定子磁极，其方向即图中所示的NS极。在定子的每个磁极上，即定子铁心上的每个齿上又开了5个小齿，齿槽等宽，齿间夹角为9°，转子上没有绕组，只有均匀分布的40个小齿，齿槽也是等宽的，齿间夹角也是9°，与磁极上的小齿一致。此外，三相定子磁极上的小齿在空间位置上依次错开1/3齿距，如图5--3所示。当A相磁极上的小齿与转子上的小齿对齐时，B相磁极上的齿刚好超前(或滞后)转子齿1/3齿距角，C相磁极齿超前(或滞后)转子齿2/3齿距角。 图5-2 单定子径向分相反应式伺服步进电机结构原理图
常见天线接头介绍
常见天线接头介绍 自从开始成为HAM，在倒腾车载苗子、手台外接天线、考虑装棒子这些问题中，常常遇到接口和馈线的选型方面的问题，特意整理了下网上淘来的这方面的介绍，供各位友台分享， 希望有点帮助 接头介绍 接头型号说明 现在我们将接头分有公头和母头 公头即是“口 母头即是“巧 那么型号要如何组合呢，首先我们把常用的型号种类列出来： 1、S L16接口；最早用于各种工程和早期的对讲机车载台中，该接口工艺简单，常用于普通 的连线，优点是： 结实耐用通。 2、L16接口；由SL16演变而来，该接口的防水防泄漏功能较好，现用于高端的机器中。 3、B NC接口；BNC接口又名为Q9,此接口拆装简易，现今用于监控、检测仪上等一些经常需要随时更换的设备上面。 4、TNC接口；由xx 260、建伍378等年代的机器演变而来，现新出的机器已经不用了。 5、M OTO接口；是MOTOROLA公司为车载式电台设备研制的，曾流行过一个阶段，后多改为BNC接口，现仅存较老款的机器上才使用。
6、SMA接口；现阶段手持对讲机最常见的接口，已经很普遍 下载（ 131.73 KB） 2011-6-15 16:17 下载（ 92.44 KB） 2011-6-15 16:17 ★ ★ ★馈线常识★★★ 馈线参数 下载（ 8.42 KB） 2011-4-2 11:03 业余操作一般限于小功率（小于100W）和低高频电压（小于1KV）。通常不用考虑馈线的容量。 当使用功率超过100W的短波电台，则应选用较粗的馈线（例如一7）,以避免发热。 常见的同轴线有50欧、75欧、100欧三种标称阻抗。业余通讯常用50 欧,虽然它的效率不是最高的。在选定了馈线阻抗（50欧）以后,最关键的是选择馈线的粗细,例如50－ 3、50－
天线发展简史
天线发展简史 天线是无线电通信、无线电广播、无线电导航、雷达、遥测遥控等各种无线电系统中不可缺少的设备。从天线发明至今经历了100多年的时间。纵观天线的发展，其大致可分为三个历史阶段。 第一阶段：线天线时期（19世纪末至20世纪30年代初） 第一个天线是德国物理学家在1887年为验证英国数学家及物理学家麦克斯韦预言的电磁波而设计的。其发射天线是两根30cm 长的金属杆，杆的终端连接两块40cm见方的金属板，采用火花放电激励电磁波，接收天线是环天线。此外，1888年赫兹还用锌片制作了一个抛物柱面反射器天线，它由沿着焦线放置的振子馈电，工作在455MHz。 1901年，意大利发明家马可尼（1874-1937）采用一种大型天线实现了远洋通信，其发射天线为50根下垂铜线组成的扇形结构，顶部用水平横线连在一起，横线挂在两个高150英尺，相距200英尺的塔上，电火花放电式发射机接在天线和地之间。这可认为是付诸实用的第一副单极天线。 早期无线电的主要应用是长波远洋通信，因此天线的发展也主要集中在长波波段上。自1925年以后，中、短波无线电广播和通信开始实际应用，各种中、短波天线得到迅速发展。 第二阶段：面天线时期（20世纪30年代初至50年代末） 二战前夕，微波速调管和磁控管的发明，导致了微波雷达的出现，厘米波得以普及，无线电频谱才得到更为充分的利用。这一时期广泛采用了抛物面天线或其他形式的反射面天线，这些天线都是面天线或称口径天线。此外，还出现了波导缝隙天线、介质棒天线、螺旋天线等。1940年后有关长、中、短波线状天线的理论基本成熟，主要的天线形式沿用至今。第二次世界大战中，雷达的应用促进了微波天线特别是反射面天线的发展，微波中继通信、散射通信、电视广播的迅速发展，使面天线和线天线技术进一步得到发展、提高。这时期建立了口径天线和基本理论，如几何光学、口径场法等，发明了天线测试技术，开发了天线阵的综合技术。
天线的分类及应用
天线的分类及应用 只要使用到无线电波，就有可能需要用到天线以协助电波的发射与接收；天线依工作频段，由低到高可区分为超长波、长波、中波、短波、超短波和微波，应用层面遍及国防、民生工业，依据不同波长、天线大小长短因此有很大差异，例如使用100MHz 左右的天线，与使用2.4GHz 频段的WLAN。若按其方向可大略区分为全向性（Omni-directional）天线和指向性（directional）天线。 全向性天线的名称说明了电磁场的辐射能量在每个方位都会一致，目前最普遍的全向性天线当属偶极（DIPole）天线，绝大部分的基地台（ACCess Point），都是内建偶极天线，其水平辐射范围是360度的波束，由于水平每个方向的能量都均等，由天线上方往下看形成类似甜甜圈的波束形状，若压缩其垂直辐射范围，传输距离将随着波束的集中而延伸，波束形状则会趋近于薄饼。下图是由天线上方与侧面描绘波束的图形，如果偶极天线的增益越大，表示波束垂直的半功率波束宽度（HPBW）越小，能传输的距离也越大。因为全向性天线可以涵盖所有水平方向，因此通常安装于开阔、开放环境的中央位置；若是应用于户外，全向式天线必须安装在大楼顶端或高处，并且位于讯号涵盖区的中央位置，以便与其他指向性天线装置通讯，构成单点对多点（Point-to-Multipoint）的星状拓朴。 指向性天线只能用于一定的方位，但相对地传输距离会比较远，指向性天线有各种不同的款式与形状，例如：Patch 天线、Panel 天线和八木（Yagi）天线，经常用于无线区域网路中短距离的桥接（Bridge）；举例来说跨马路的两栋大楼，或者空间宽广的厂房、仓库都是理想的应用环境。 此外还有专门用于长距离通讯的高方向性天线，有极窄的波束宽度与很高的增益值，也可称为高增益指向性天线；例如：碟形（dish）天线和格状（grid）天线，通常用于点对点的通讯连接，传输距离可以高达25英哩；因为波束非常地窄，天线彼此之间必须很精准的瞄准，而且天线之间的直视（Light of Sight）必须没有任何阻碍物。
电机的种类区分和工作原理
1、什么是直流电机？ 答：输出或输入为直流电能的旋转电机，称为直流电机 2、什么是交流电机 答：输出或输入为交流电能的旋转电机，称为交流电机。 3、什么是步进电机 答：步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。您可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时您可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机分三种：永磁式（PM），反应式（VR）和混合式（HB）。永磁式步进一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度或15度；反应式步进一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。在欧美等发达国家80年代已被淘汰；混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为0.72度。这种步进电机的应用最为广泛。 4、什么是伺服电机 答：伺服电动机又称执行电动机，在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降， 1．步进电机与伺服电机从外形怎么区分 最佳答案 步进电机前后外形基本都是方形的； 伺服电机前面外形基本也是方形的，但是最后有一个比较小一点的接近圆形的有点象盖子一样的东西（里面装旋转编码器）
2,。 DD是direct driver的简称，后面加上马达就是称为直接驱动马达的东西了。 由于其输出力矩大，因此有些公司将该产品直接称为力矩伺服。与传统的马达不同，该产品的大力矩使其可以直接与运动装置连接，从而省去了诸如减速剂，齿轮箱，皮带等等连接机构，因此才会称其为直接驱动马达。 又由于一般该型马达都配置了高解析度的编码器，因此使该产品可以达到比普通伺服高一个等级的精度。又由于采用直接连接方式，减少了由于机械结构产生的定位误差，使得工艺精度得以保证。 另对于部分凸轮轴控制方式，一方面减少了由于机械结构摩擦而产生尺寸方面的误差，另一方面也对安装，使用时的噪音等方面降低了很多。 伺服马达：是在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。伺服电机是可以连续旋转的电－机械转换器。作为液压阀控制器的伺服电机，属于功率很小的微特电机，以永磁式直流伺服电机和并激式直流伺服电机最为常用。 伺服电动机又称执行电动机，在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。 步进电机可以对旋转角度和转动速度进行高精度控制。步进电机作为控制执行元件，是机电一体化的关键产品之一, 广泛应用在各种自动化控制系统和精密机械等领域。例如，在仪器仪表，机床设备以及计算机的外围设备中（如打印机和绘图仪等），凡需要对转角进行精确控制的情况下，使用步进电机最为理想。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。 步进马达 上个世纪就出现了步进电动机，它是一种可以自由回转的电磁铁，动作原理和今天的反应式步进电动机没有什么区别，也是依靠气隙磁导的变化来产生电磁转矩。在本世纪初，由于资本主义列强争夺殖民地，造船工业发展很快，同时也使得步进电动机的技术得到了长足的进步。到了80年代后，由于廉价的微型计算机以多功能的姿态出现，步进电动机的控制方式更加灵活多样。原来的步进电机控制系统采用分立元件或者集成电路组成的控制回路，不仅调试安装复杂，要消耗大量元器件，而且一旦定型之后，要改变控制方案就一定要重新设计电路。计算机则通过软件来控制步进电机，更好地挖掘出电动机的潜力。因此，用计算机控制步进电机已经成为了一种必然的趋势，也符合数字化的时代趋势。 步进电机和普通电动机不同之处是步进电机接受脉冲信号的控制。步进电机靠一种叫环形分配器的电子开关器件，通过功率放大器使励磁绕组按照顺序轮流接通直流电源。由于励磁绕组在空间中按一定的规律排列，轮流和直流电源接通后，就会在空间形成一种阶跃变化的旋转磁场，使转子步进式的转动，随着脉冲频率的增高，转速就会增大。步进电机的旋转同时与相数、分配数、转子齿轮数有关。
第六讲 手机天线类型比较和结构射频规则
第六讲手机天线类型比较和结构射频规则 一、各种手机内置天线的特点和演变过程 在常见的手机天线结构中，陶瓷介质天线由于Q值很高，带宽窄，损耗大，并且易受环境的影响而产生频率漂移，因此不推荐作为手机主天线使用，但由于其尺寸小的优势，可以用作对接收灵敏度要求不高的蓝牙天线。PCB板天线也一般仅仅是通过将外置单极子天线通过PCB过孔和PCB走线将辐射体做在PCB板上，并利用介质板的介电常数在一定程度上减小天线尺寸的形式，这种天线也由于介质板的损耗常数而产生一定的损耗，所以在大多数高端机情况下也不推荐使用，仅在少数低端机和工作频点较少的情况下才为节约成本而使用。PCB天线可作外置天线也可作内置天线。 PIFA天线自产生以来，一直到今天都一直是内置天线的主要形式，因为它尺寸较小，可以充分利用PCB板作为接地面，并通过接地片将谐振长度缩小为四分之一波长。但是随着手机小型化和集成度更高的发展要求，原有PIFA天线逐渐显示出一些对结构方面的严格限制。于是有不少业界领先的手机制造商Motorola、Samsung、Sony-Ericsson等公司逐渐改变手机天线的设计风格，改用各种变形的单极子天线设计，这样就减小了结构对天线的依赖性，增加了手机外观的灵活性。比如索爱E908的菱形天线设计，Samsung E708的城墙线（Meander）天线设计，以及Motorola V3中使用的一个金属铜棒作为天线的设计。这些新型的天线设计显示了高超的设计技巧，它们往往不易被天线其他天线厂家和手机厂家模仿，并逐渐发展成手机天线厂家之间和手机厂商之间竞争的一项核心技术。 二、PIFA天线和单极子天线的性能比较 前面我们已经分别对单极子天线和PIFA天线的一般特性进行过分析，下面我们在几种重要的特性方面比较一下两种天线性能的优劣。 1．空间结构要求 两种天线的设计对空间的预留都必须考虑Chu极限定理，但在组成上，PIFA要求必须有一个辐射单元和一个大的接地面，两者互相平行，并且辐射体和接地面之间必须有一个不小的间距。接地面和辐射体都是物理实体，它们必须位于手机上，所以对结构限制较大。采用PIFA天线手机不可能做得很薄。 而采用单极子天线进行设计，则天线仅有一个辐射体而没有地面，因此它对辐射空间的要求就仅仅是天线辐射体周围的空间而没有地面的限制，天线占用的辐射空间可以不在手机体上而在手机周围的外界空间。因此对结构的限制较小。