查看“︁天线”︁的源代码

{| class="wikitable" style="float: right; width: 360px; margin-left: 1em; font-size: 90%; border: 1px solid #a2a9b1;"

|+ style="font-weight: bold; font-size: 1.2em; padding: 5px;" | 天线

|-

! style="background-color: #f2f2f2; width: 34%;" | 英文名称

| Antenna

|-

! style="background-color: #f2f2f2;" | 核心作用

| 电磁波发射与接收

|-

! style="background-color: #f2f2f2;" | 典型频段

| kHz ~ GHz

|-

! style="background-color: #f2f2f2;" | 核心问题

| 匹配、效率、共模电流

|-

! style="background-color: #f2f2f2;" | 典型参数

| 增益、VSWR、效率

|-

! style="background-color: #f2f2f2;" | 典型应用

| Wi-Fi、Bluetooth、5G、Radar

|}



'''天线'''（Antenna）是无线系统中用于：

* 发射电磁波
* 接收电磁波

的核心器件。

其本质作用包括：

<pre>
将导体中的高频电流
转换为空间电磁波
</pre>

或反向：

<pre>
将空间电磁波
转换为电信号
</pre>

== 天线本质 ==

天线本质属于：

'''高频电磁能量转换结构'''

其核心问题包括：

* 阻抗匹配
* 辐射效率
* 共模电流
* 回流路径
* 极化方向

== 天线中的波长 ==

天线设计中：

波长极其关键。

其关系为：

:contentReference[oaicite:0]{index=0}

其中：

* <math>\lambda</math> 为波长
* <math>c</math> 为光速
* <math>f</math> 为频率

频率越高：

波长越短。

== 天线中的谐振 ==

多数天线：

基于：

'''谐振原理'''

工作。

典型长度包括：

{| class="wikitable" style="width:100%; text-align:center;"
! 结构
! 典型长度
|-
| 半波天线
| <math>\frac{\lambda}{2}</math>
|-
| 四分之一波长天线
| <math>\frac{\lambda}{4}</math>
|-
| 微带Patch
| 接近 <math>\frac{\lambda}{2}</math>
|}

== 常见天线类型 ==

典型天线包括：

{| class="wikitable" style="width:100%; text-align:center;"
! 类型
! 特点
|-
| 单极天线
| 结构简单
|-
| 偶极天线
| 最经典结构
|-
| PCB天线
| 成本低
|-
| Patch天线
| 定向性强
|-
| Chip天线
| 小型化
|-
| 螺旋天线
| 宽带
|}

== 天线中的阻抗匹配 ==

RF 系统中：

天线通常需要匹配：

:<math>50\Omega</math>

若：

阻抗失配，

会导致：

* 反射
* 驻波
* 发射功率下降
* 接收灵敏度恶化

== VSWR ==

VSWR（Voltage Standing Wave Ratio）

即：

'''驻波比'''

用于衡量：

* 匹配程度

理想情况下：

:<math>VSWR = 1</math>

越接近1：

说明匹配越好。

== 回波损耗 ==

天线中：

通常使用：

* Return Loss
* S11

衡量匹配。

其中：

S11 越小：

匹配越好。

== 天线效率 ==

天线效率主要表示：

<pre>
输入功率中，
真正辐射出去的比例
</pre>

影响因素包括：

* 匹配
* 导体损耗
* 介质损耗
* 地平面
* 共模电流

== 天线中的地平面 ==

很多天线：

实际上需要：

* 地平面

作为：

回流路径。

因此：

PCB中的：

* GND尺寸
* 回流连续性

会直接影响：

天线性能。

== 天线中的共模问题 ==

很多 RF EMC 问题：

本质属于：

'''共模天线问题'''

尤其：

* USB线
* HDMI线
* 电源线
* 外壳

容易形成：

非预期天线。

从而导致：

* RE超标
* 杂散超标

== 天线中的极化 ==

天线通常具有：

* 垂直极化
* 水平极化
* 圆极化

极化不一致：

会导致：

* 接收效率下降

== 天线中的方向图 ==

天线通常具有：

'''方向性'''

其辐射分布称为：

* Radiation Pattern

典型包括：

* 全向
* 定向

== 天线中的增益 ==

天线增益通常以：

* dBi

表示。

其本质包括：

<pre>
空间方向上的能量集中能力
</pre>

增益越高：

方向性通常越强。

== 天线中的EMC问题 ==

天线系统：

通常也是：

EMC 最敏感区域之一。

典型问题包括：

* 杂散辐射
* 共模电流
* 地噪声
* 数字干扰
* DC/DC噪声

== PCB天线中的关键问题 ==

PCB天线中：

以下因素极其关键：

# 地平面尺寸
# 回流路径
# Keep Out区域
# 金属距离
# 电池位置
# 外壳结构

其中：

回流路径：

通常决定最终性能。

== 天线中的典型问题 ==

{| class="wikitable" style="width:100%; text-align:center;"
! 问题
! 原因
|-
| 发射距离短
| 匹配差
|-
| RE超标
| 共模辐射
|-
| 杂散超标
| 回流异常
|-
| 灵敏度差
| 地噪声
|-
| 调试不稳定
| 外壳耦合
|}

== 医疗设备中的天线 ==

医疗设备中：

无线系统越来越广泛。

典型包括：

* Bluetooth
* Wi-Fi
* 医疗IoT
* 无线监护

由于：

医疗系统：

* EMC要求高
* 安全要求高

因此：

天线设计通常更加复杂。

== 高频EMC特点 ==

随着：

* 5G
* Wi-Fi 7
* 毫米波
* AI设备

发展，

天线问题越来越呈现：

* GHz化
* 小型化
* 共模化
* 系统化

特点。

== 工程重点 ==

天线本质属于：

'''高频电磁能量辐射与回流控制结构'''

很多天线问题：

并非：

“天线本身不好”。

而是：

* 回流路径
* 共模结构
* 地平面
* 外壳结构
* 寄生参数

共同作用的结果。

== 参见 ==

* [[RF]]
* [[Bluetooth]]
* [[Wi-Fi]]
* [[RE]]
* [[CE]]
* [[信号完整性]]
* [[FCC Part 15]]

[[Category:EMC基础理论]]
[[Category:EMC设计与整改]]
[[Category:通信协议]]
[[Category:技术百科]]