基于PCB板的环形天线的工作原理是什么？

答案对人们有帮助，并具有参考价值

2环形天线的工作原理

环形天线与人体非常相似，具有普通的单极或多级天线的功能. 加上小环形天线的小尺寸，高可靠性和低成本，使其成为微小型通信产品的理想天线. 典型的环形天线由电路板上的铜迹线组成的电路组成，也可以是制成环形的一部分导线. 等效电路等效于两个串联电阻和一个电感器的串联连接（如图1所示）. Rrad是环形天线实际发射能量的电阻模型，消耗的功率是电路的发射功率. 假设流过天线环路的电流为I，则Rrad的功耗，即RF功率为Pradiate =I¬2•Rrad. 电阻Rloss是环形天线的电阻模型，其由于热而消耗能量. 它消耗的功率是不可避免的能量损失，其大小为Ploss = I2•Rloss. 如果Rloss> Rrad，则功率损耗大于实际发射功率，因此该天线效率低下. 天线消耗的功率是发射功率和损耗功率之和. 实际上，环形天线的设计几乎无法控制Ploss和Prad，因为Ploss由制造天线的导体的电导率和导线的尺寸确定，而Prad由天线包围的区域的尺寸确定

3参数值的计算

（1）电阻值的计算

环形天线的发射电阻Rrad可以参考以下公式（2）:

其中，A是环形天线包围的面积，以米为单位；的波长，可以通过传输频率和光速来计算，以米为单位. 从这个公式可以计算出Rrad的大小在毫欧范围内.

环形天线的损耗电阻公式为:

其中，l是环形天线的周长，w是PCB走线的宽度，f是射线频率，= 4•10-7，是PCB走线的电导率，典型的铜电导率为5.7• 107S / m.

（2）电感值的计算

图1中的第三部分是环形天线的电感L. 天线的电感主要是磁效应的结果. 通常，即使是简单形状天线的电感的计算公式也难以获得. 目前，有许多公式可用来计算导体的电感，但通常更为冗长. 这是一个简单且相对准确的公式:

4电路设计

此设计中使用的频率是最常用的433.92 MHz. 在调试模式下，无论是ASK还是FSK，天线的设计方法都是相同的，本设计采用ASK模式. 使用的芯片是rfPIC12F675.

（1）阻抗匹配

为了使天线达到发射电磁波的目的，必须匹配其参数以使天线电路振荡. 在回路中增加电容以最小化天线回路阻抗. 在该谐振电路中（如图2所示），计算电容器C值的公式为:

计算谐振电路品质因数的公式为:

在公式中，Rs是环路中的总电阻天线的工作原理，不仅包括Rrad和Rloss，还包括实际电路中电容器产生的电阻效应. 在UHF频段范围内，普通陶瓷电容器的电阻值为0.2到0.8欧姆. 之间.

为了使天线获得更好的结果，通常将电容器C拆卸成两个电容器C1和C2，如图2所示. 3.通常，C2比C1大得多. 在本设计中，C1用于调整谐振频率，而C2用于调整天线的阻抗匹配.

（2）原理图设计

从图3演变而来的原理图设计（如图4所示）. C1是图3中的C1，C2和C3串联连接以形成图3中的C2. 这对于调整谐振非常重要. 电路板的频率

（3）PCB图的设计

在设计PCB时（如图5所示），使天线线宽2mm，其所包围的区域应尽可能大，不要在天线上或天线内放置元件. 计算.

在设计电路板的其他部分时，必须在电路板的两面都涂铜，并将其与许多通孔连接.

（4）参数值的计算

完成电路板设计后，确定相应的参数值. 在此设计中，天线走线的宽度为2mm，宽度为16mm，长度为35mm天线的工作原理，三个电容器的总电阻约为1.7欧姆. 可以根据以前的公式计算得出: Rrad = 0.0573欧姆，Rloss = 0.289欧姆，L = 68.3nH，C1 = 2.27pF，C2 = 14.8pF.

测试表明，这些电容值比实际值高15％，并且所使用的组件的误差为5％. 最后，确定参数值为C1 = 12P； C2 = 15P； C3 = 2P.

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