介質基板的參數對天線的影響


設計天線時考慮的介質基板的參數主要有厚度,介電常數,正切損耗角

PCB 的不對稱性

介質上的銅帶線具有速度因數

PCB的介電常數

大多數PCB材料的介電常數是隨着頻率變化的,在直流情況下FR4的典型介電常數在4.2-4.4,2GHz時會下降到3.9,隨着頻率的升高會降的更低。當你升高頻率時,相應的材料厚度需要增加,在900MHz時PCB厚度(1.6mm)為電長度的5%,在11GHz的時候可以達到15%。因此玻纖介電常數對電長度的影響越來越來大, (空氣的介電常數為1)

 介電常數問題:電信號傳播的速度與介電常數平方根成反比。介電常數越低,信號傳送速度越快,(高介電常數可以減小場泄露和交叉耦合效應),我們常用的PCB介質是FR4材料的,相對空氣的介電常數是4.2-4.7。這個介電常數是會隨溫度變化的,在0-70度的溫度范圍內,其最大變化范圍可以達到20%。

介電常數的變化會導致線路延時10%的變化,溫度越高,延時越大,介電常數和使用頻率沒有關於; 頻率和介質的損耗有關系, 一般普通的FR-4在1MHz的情況下,其正切角損耗為0.025,

總結:使用FR4隨着頻率的升高應該適當增加板才厚度;錯誤

      介電常數為相對空氣的介電常數

      因此介電常數並非越大越好也不是越小越好,  

損耗角的正切值對天線性能的影響

 介質損耗角正切值直接體現在天線品質因數Q值上,它們是反向變化的,

正切角越小,Q值越大,帶寬越窄

正切角越大,Q值減小 阻抗帶寬變寬,輻射小路降低,增益降低

Q值越大指向性越好


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