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【学(zhuang)术(bi)研(pian)究(jing)】若干吧友ID形状的微波器件

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微波,广义上指波长小于1m的电磁波,狭义上指波长为1m~10mm的电磁波。
微波在生活中很常见,手机、蓝牙、无线局域网(WLAN)、WiMax、微波炉所用的频段都在微波范围内。
微波器件就是用于微波电路中的元器件,除了天线还有滤波器、功率分配器、耦合器、混频器、双工器、移相器、阻抗调配器等。
本帖主要将微波器件的几何形状做成吧友ID,或者其他人名、图案的样子,以实现相应的器件功能。


1楼2013-09-12 09:04回复
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    2楼2013-09-12 09:05
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      2025-11-15 13:13:24
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      依然是例行的科普,我尽量用简单浅显的语言来解释。
      首先说天线。天线是用来辐射和接受电磁波的装置,一切无线通信设备都离不开天线。
      这里要做的天线是微带天线,属于众多天线种类中的一种。微带天线中的一种贴片式天线,其基本结构由一个绝缘板上附有金属贴片构成,如图所示:


      左边是正面结构,右边是背面结构。
      A是基板,理论上一切绝缘体都可作基板材料,一般为了便于加工和电路集成,用某些塑料作基板。
      B这个部分叫振子,可以理解成辐射主体,这里的辐射主体是一个正方形。
      C叫阻抗匹配输入传输线,简称传输线,一般都为一个矩形条。
      D是接地板,可以铺满整个基板背面,也可以只覆盖一部分。


      3楼2013-09-12 09:06
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        立体结构如下,A是基板,B是辐射主体,C是传输线,D是接地板。
        基板的厚度为2mm,边长为30mm【也就是3厘米,比一枚一元硬币稍微大一点



        4楼2013-09-12 09:06
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          在基板的侧面,有传输线的一端设置馈电端口,也就是图中的红色区域,表示电磁能量从这个红色端面输入到天线中。



          5楼2013-09-12 09:07
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            经仿真得到如下结果。工程上取图中小于-10dB的频段范围作为工作频段。
            由下图可知,该天线可工作在13.39GHz~13.73GHz,
            带宽为13.73G-13.39G=0.34G=340MHz。



            6楼2013-09-12 09:07
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              这是三维辐射场图,知道长什么样子就行了,不需看懂是什么
              该天线的最大增益为7.8dBi
              对于天线来说,带宽越宽越好,增益越大越好。性能渣到极点,不起任何辐射作用的,理论上增益是零,对于微带天线,增益达到5、6dBi就已经是好样的了。



              7楼2013-09-12 09:08
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                改变传输线的宽度、长度,辐射主体和接地板的大小形状,都可以改变天线的性能,这里以改变接地板大小为例做个演示。
                先将接地板只覆盖到基板背面的一部分,如图所示:



                8楼2013-09-12 09:08
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                  2025-11-15 13:07:24
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                  仿真后得到结果如下。此时的工作频段为7.22GHz~11.57GHz,带宽达到了4GHz,而且曲线出现了两个谷底,说明产生了双频效应。
                  减小接地板的长度之后,天线的性能有所改善。



                  9楼2013-09-12 09:09
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                    微带天线的基本介绍就这么多。我做的第一款吧友的天线是给我家听雪的,
                    详情请转 http://tieba.baidu.com/p/2547779515
                    第二款给我家前主人小霏 @光 de守护 这次做的就是共面式天线。
                    我将雨字头的中间一竖作为传输线,底下的“非”字作共面接地板。
                    为了保证其性能,所以不得不把字的结构稍作调整,不过乍一看上去还是挺像“霏”字的。
                    基板的边长依然是30mm。



                    14楼2013-09-12 09:11
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                      仿真结果如下。该天线工作在10.53GHz~12.13GHz和16.37GHz~17.67GHz,
                      两个谷值为11.2GHz和16.9GHz。



                      15楼2013-09-12 09:13
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                        三维辐射场图。11.2GHz时的最大增益为4.2dBi,16.9GHz时的最大增益为4.2dBi。


                        小霏天线就这样。


                        通过百度相册上传16楼2013-09-12 09:14
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                          第三款是给王道空佩 @lwy323 @aa冰空的花束
                          正面用“佩”字作辐射主体,接地板上刻一个“空”字形的槽



                          17楼2013-09-12 09:14
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                            为了保证天线的性能,把馈电面设得比较大。反正是仿着玩儿,不用做实物的,所以馈电面可以设的大一点。



                            18楼2013-09-12 09:15
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                              2025-11-15 13:01:24
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                              仿真结果如下。该天线工作在6.7GHz~6.94GHz、7.42GHz~7.54GHz、8.06GHz~8.59GHz、9.56GHz~9.75GHz和10.44GHz~10.54GHz,一共五个频段。
                              所以这也可以叫作多频天线



                              19楼2013-09-12 09:15
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