
1420MHz的PCB八木天线
简介
实测了一下,发现S参数不太行,失败了,已经重新做了一个,项目链接见于文内。 板材为RF4,接口为SMA,增益为8.85dBi,在1420MHz谐振的4单元PCB八木天线。
简介:实测了一下,发现S参数不太行,失败了,已经重新做了一个,项目链接见于文内。 板材为RF4,接口为SMA,增益为8.85dBi,在1420MHz谐振的4单元PCB八木天线。开源协议
:MIT
描述
最新的PCB八木天线已经测试成功,见于项目https://oshwhub.com/bi6mht/1420MHzde-PCBba-mu-tian-xian-xin
天线的S11参数:一般要求在工作频段小于-10dB。
天线的谐振点:在工作频率内的S11曲线的最小值。
目标天线(如下图):1420MHz谐振,S11参数
目前的情况
图1中的红色曲线为该天线迭代8次的S11仿真曲线,此时基本上接近收敛的解了,可见谐振频率在1413MHz,谐振频率处的S11参数为-9.42dB。考虑到实际情况,做出实物后S11会有所恶化,谐振频率也会有所偏移。图2为天线迭代8次后的E面和H面的辐射方向图。增益大概为8.74dBi,可见在Phi=90°的剖面上,方向图是略微偏离0°的,这大概是八木天线激励振子馈电不平衡的缘故,所以需要改进馈电结构。
图1:天线仿真的S11曲线
图2:天线仿真的E面、H面的辐射方向图
图3右上角为天线实测S11仿真曲线,读取图3右边的红线画出的内容可知,谐振频率在1389MHz,谐振频率处的S11参数为-7.12dB,而在1420MHz的S11参数仅为-3.48dB,这是非常糟糕的。就目前结果来看,实测谐振频率和仿真谐振频率相差了24MHz,S11参数相差了2.5dB左右,可以大致推测,下次仿真在结果收敛的情况下,在谐振频率周围的24*2=48MHz带宽内,S11参数都应该小于-2.5-10=-12.5dB左右。然而这样估算终究是不准的,保守来看,仿真时天线在谐振点附近S11小于-10dB的带宽应该尽可能的大,对于八木天线这种窄带天线,带宽应大于100Mhz,而且在谐振点的S11参数<20dB,才能保证实物的可靠性。至于辐射方向图,由于没有便宜的仪器,所以没有测量。
图3:用NanoVna测得的S11曲线
另外,这种馈电结构是我乱搞的,一开始的仿真也没收敛,我误以为没问题,于是交付打印PCB。然而在交付之后,尝试收敛网格之后,发现S11参数急剧恶化,看来以后粗略仿真天线之后,一定要加密网格看收敛后的S11仿真结果。一开始结果没有收敛时的S11参数和辐射方向图如图4所示。以后应该重复经典的PCB八木天线,不自己乱搞馈电结构,这样才能保证设备的稳定性。
图4:没有收敛时的S11参数和辐射方向图
实物图和测试图
设计图
BOM


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