天线相关设计探讨-无线键盘和鼠标上的无线天线设计

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1、天线相关设计探讨无线键盘和鼠标上的无线天线设计东莞市铭冠电子科技有限公司一.天线天线（英文Antenna,常简写为ANT），是一种变换器，它把传输线上传播的导行波变换成在无界媒介中传播的电磁波。实际应用中是作为无线电设备接收或发射电磁波的器件。天线在我们公司的无线键盘和鼠标产品中也同样是用于接收的发射电磁波的。二.天线的种类天线按其使用途径来说有两种：一种为发射天线，常标识为TX；另一种为接收天线，常标识为RX。三.天线的特性和参数方向性：天线的基本功能之一是把从馈线取得的能量向周围空间辐射出去，基本功能之二是把大部分能量朝所需的方向辐

2、射。垂直放置的半波对称振子具有平放的“面包圈”形的立体方向图。立体方向图虽然立体感强，但绘制困难，平面方向图用来描述天线在某指定平面上的方向性。共振：任何天线都谐振在一个特定的频率上，我们要接收那个频段的信号，就要把天线设计那个频率点上。带宽：天线有一定带宽的，虽然天线的谐振频率是一个点，但在这个谐振点附近的一定范围内，这个天线的发射和接收性能都是差不多好的。就把这个范围叫做带宽。阻抗：天线可以看作是一个谐振回路。一个谐振回路当然有其阻抗。增益：天线是一个无源器件，但天线上有一定的增益。当然这个增益是相对增益，是相对于基本偶极天线而言的

3、。驻波比：驻波比反映了天线馈线系统的的匹配情况。它是以天线作为发射天线时发射出去和反射回来的能量的比来衡量天线性能的。驻波比由天线系统的馈电阻抗决定。四.在无线键盘和鼠标产品设计中天线长度：我们的无线产品应用于2.4GHz（2400MHz～2485MHz）的国际免费频段中。实际使用带宽处于2.408GHz～2.474GHz这一频段中(66MHz频带）。理论和实践证明，当天线的长度为无线电信号波长的1/4时，天线的发射和接收转换效率最高。因此常规情况下天线的长度四.在无线键盘和鼠标产品设计中我们知道，无线电波和光波一样，它的传播速率和传播

4、媒质有关。光在真空中的传播速率c=300000km/s.无线电波在真空中的传播速率与光相等。无线电波在某种媒质中的传播速度为传播媒质的介电常数（真空介电常数为1）。无线电波的波长、频率和传播速率的关系：四.在无线键盘和鼠标产品设计中无线键盘和鼠标所属频段的无线电波在真空中的波长：四.在无线键盘和鼠标产品设计中无线键盘和鼠标所属频段的无线电波在空气中的波长（空气的介电常数为1.000585）：四.在无线键盘和鼠标产品设计中在真空中天线的设计长度：四.在无线键盘和鼠标产品设计中在空气中天线的设计长度：四.在无线键盘和鼠标产品设计中比较天线在

5、真空中的设计长度和空气中的设计长度真空中：1193.51257mil≤Lc≤1226.22511mil空气中：1192.81474mil≤Lk≤1225.50818mil在实际应用中，由于电磁波和光波在真空中和空气中的传播速率几乎相差无几，故此在实际应用中不考虑空气的介电常数。应用光速作为计算用值。五.无线电波的极化无线电波在空间传播时，其电场方向是按一定规律变化的，这种现像称为无线电波的极化。无线电波的电场方向称为电波的极化方向。如果电波的电场方向垂直于地面，我们就称它为垂直极化；如果无线电波的电场方向与地面平行，我们就称它为水平极化

6、。六.天线的方向性天线对空间不同方向具有不同的辐射或接收能力，这就是天线的方向性。根据方向性的不同天线有全向和定向两种。全向天线，即在水平方向图上表现为360°都均匀辐，也就是平常所说的无方向性，在垂直方向上表现为一定宽度的波束，一般情况下波瓣宽度越小，增益越大。全向天线在通信系统中一般应用距离近，覆盖范围大，价格便宜场合。全向天线一般增益都比较小，多在9dB以下。全向天线设计较为复杂、增益很难提高、工程实现较为困难。我们的无线键盘和鼠标产即应用此种全向天线。六.天线的方向性六.天线的方向性定向天线，在水平方向图上表现为一定角度范围的辐

7、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。定向天线在通信系统中一般用于远距离通信，覆盖范围小，目标密度大，频带利用率高。定向天线的结构形式有反射板的定向天线，也有通过阵列合成而成（阵列天线成本太高，特别是相控阵天线，一个移相器少则上千块，大的T/R移相组件高达数万块）的定向天线。增益通常可达20dB以上。六.天线的方向性七.天线的增益天线“增益”指天线最强辐射方向的天线辐射方向图强度与参考天线的强度之比取对数。如果参考天线是全向天线，增益的单位为dBi。比如，偶极子天线的

8、增益为2.14dBi。偶极子天线也常用作参考天线（这是由于完美全向参考天线无法制造），这种情况下天线的增益以dBd为单位。半波对称振子的增益为G=2.15dBi（dBi这个单位表示比较对象是各向均匀辐射的理