详解偶极天线的基础知识

PASTERNACK 2025-04-02 10:02:14

射频天线是无线通信系统的重要组成部分,主要用于接收和发射空间中的电磁波,电磁波和高频电流进行高效转换。射频天线有不同的形式和几何形状,可根据频率范围、天线方向图、增益、尺寸、制造复杂性和其他实际情况进行考虑使用。今天我们主要来说说偶极天线。

偶极天线是最简单且最常见的全向天线之一。在所有天线类型中,偶极子天线的实际实现理想偶极子的天线方向图。偶极天线是由两个对称导体构成。电信号被注入偶极子,馈线两侧的单臂振子都是1/4波长,全长为半波长。偶极子的双臂长度相当,中心点通过馈线连接,并消除了对外部接地的需要,因此结构较为简单。

偶极子便携式天线,3 dBi, 2400-2500/4900-7125 MHz, SMA 连接器

1)与单极天线的区别

形状结构:偶极天线是在其中心处馈电;而单极天线则是竖直的四分之一波长天线,安装在接地平面上。

电流分布:偶极天线的两末端是电流波节;而单极天线的馈电是在下端点使用同轴电缆进行的,馈线的接地导体与平台相连接。

辐射方向图: 偶极天线以水平360度信号覆盖,具有不同大小的垂直方向的发射夹角;单极天线在垂直平面上的辐射方向图与半波偶极天线在垂直平面中的方向图形状相似,但没有地下·辐射。在水平面上,垂直单极天线是全向性的。

输入阻抗和辐射功率: 四分之一波长单极天线根部的输入阻抗为偶极天线阻抗的一半,辐射功率也为偶极天线的一半。

偶极天线最常见的形式是半波偶极子天线,其长度与电波的半波长相对应。这种天线通常是中心馈电的,具有低阻抗的特点,易于管理和操作。由于半波偶极子天线的平衡性质,需要使用平衡馈线或者将非平衡馈线与巴伦-平衡器相结合以确保良好的工作效果。尽管半波偶极子天线是最流行的形式,但也存在着其他类型的偶极天线。

2)应用

偶极天线不仅可以单独使用,而且可以成为其他天线的主要“驱动”元件,组成更复杂的天线阵列,为无线通信系统提供了广泛的应用。

4.9-5.8 GHz 双极性 MIMO 八木天线,17 dBi

偶极子相对长度与所需中心频率的波长有关,这会影响天线的性能。偶极天线也经常用作更复杂天线的驱动元件,如八木天线。通过在偶极周围添加额外的导电结构,通常附着在末端,偶极天线的带宽可以在改变其他性能并得到扩展。偶极天线也可用作中频和高频天线,其性能使信号能够在这些频率进行传输和接收

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