介质基板的参数对天线的影响

设计天线时考虑的介质基板的参数主要有厚度,介电常数,正切损耗角

PCB 的不对称性

介质上的铜带线具有速度因数

PCB的介电常数

大多数PCB材料的介电常数是随着频率变化的,在直流情况下FR4的典型介电常数在4.2-4.4,2GHz时会下降到3.9,随着频率的升高会降的更低。当你升高频率时,相应的材料厚度需要增加,在900MHz时PCB厚度(1.6mm)为电长度的5%,在11GHz的时候可以达到15%。因此玻纤介电常数对电长度的影响越来越来大, (空气的介电常数为1)

 介电常数问题:电信号传播的速度与介电常数平方根成反比。介电常数越低,信号传送速度越快,(高介电常数可以减小场泄露和交叉耦合效应),我们常用的PCB介质是FR4材料的,相对空气的介电常数是4.2-4.7。这个介电常数是会随温度变化的,在0-70度的温度范围内,其最大变化范围可以达到20%。

介电常数的变化会导致线路延时10%的变化,温度越高,延时越大,介电常数和使用频率没有关于; 频率和介质的损耗有关系, 一般普通的FR-4在1MHz的情况下,其正切角损耗为0.025,

总结:使用FR4随着频率的升高应该适当增加板才厚度;

      介电常数为相对空气的介电常数

      因此介电常数并非越大越好也不是越小越好,  

损耗角的正切值对天线性能的影响

 介质损耗角正切值直接体现在天线品质因数Q值上,它们是反向变化的,

正切角越小,Q值越大,带宽越窄

正切角越大,Q值减小 阻抗带宽变宽,辐射小路降低,增益降低

Q值越大指向性越好

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