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楼主: hlg100200

[讨论] 关于Pifa天线的问题

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发表于 2007-2-2 15:17:00 | 显示全部楼层
个人觉得pifa天线似乎看作一个倒F天线的变形更加准确,呵呵
倒F天线的理论似乎很多书上都有吧
随便说说
还请各路高手拍砖
菜鸟刚学,脸皮厚,不怕拍
嘿嘿
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发表于 2007-2-4 22:30:00 | 显示全部楼层
joezh1999,
请教:在HFSS帮助中wave port和 lumped port的区别
在HFSS帮助中wave port和 lumped port的解释是: [52RD.com]
Wave Port: Represents the surface through which a signal enters or exits the geometry [52RD.com]
Lumped Port: Represents an internal surface through which a signal enters or exits the geometry [52RD.com]
请问,这里internal 的意思是什么?两个端口对应的意思有什么区别?另外,在帮助中在可选设置中常出现一个对应于internal,而另外一个却没有,难道有什么特殊的意思?
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发表于 2007-2-5 11:36:00 | 显示全部楼层
深入浅出,大道至简
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发表于 2007-2-8 16:44:00 | 显示全部楼层
jedkey,看来Amphenol在你的心中地位挺高呢。不过我不是amphenol的。

xinshengj,关于wave port 和lumped port的区别,我在本论坛的另一个关于hfss的帖子里有说明的。你可以搜索一下我的帖子。你这2句话是看不出二者的区别的。仔细读读下面的文字,或许你就明白得多一些。
Lumped Ports
Lumped ports are similar to traditional wave ports, but can be located internally and have a complex user-defined impedance. Lumped ports compute S-parameters directly at the port. Use lumped ports for microstrip structures.

A lumped port can be defined as a rectangle from the edge of the trace to the ground or as a traditional wave port. The default boundary is perfect H on all edges that do not come in contact with the metal.

The complex impedance Zs defined for a lumped port serves as the reference impedance of the S-matrix on the lumped port. The impedance Zs has the characteristics of a wave impedance; it is used to determine the strength of a source, such as the modal voltage V and modal current I, through complex power normalization. (The magnitude of the complex power is normalized to 1.) In either case, you would get an identical S-matrix by solving a problem using a complex impedance for a lumped Zs or renormalizing an existing solution to the same complex impedance.

When the reference impedance is a complex value, the magnitude of the S-matrix is not always less than or equal to 1, even for a passive device.

Note
When a lumped port is used as an internal port, the conducting cap required for a traditional wave port must be removed to prevent short-circuiting the source。

Wave Ports
By default, the interface between all 3D objects and the background is a perfect E boundary through which no energy may enter or exit. Wave ports are typically placed on this interface to provide a window that couples the model device to the external world.

HFSS assumes that each wave port you define is connected to a semi-infinitely long waveguide that has the same cross-section and material properties as the port. When solving for the S-parameters, HFSS assumes that the structure is excited by the natural field patterns (modes) associated with these cross-sections. The 2D field solutions generated for each wave port serve as boundary conditions at those ports for the 3D problem. The final field solution computed must match the 2D field pattern at each port.

HFSS generates a solution by exciting each wave port individually. Each mode incident on a port contains one watt of time-averaged power. Port 1 is excited by a signal of one watt, and the other ports are set to zero watts. After a solution is generated, port 2 is set to one watt, and the other ports to zero watts and so forth.

Within the 3D model, an internal port can be represented by a lumped port. Lumped ports compute S-parameters directly at the port. The S-parameters can be renormalized and the Y-matrix and Z-matrix can be computed. Lumped ports have a user-defined characteristic impedance.
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发表于 2007-2-12 17:11:00 | 显示全部楼层
贴个资料吧,希望对LZ的理解有帮助
【文件名】:07212@52RD_内置天线(1).rar
【格 式】:rar
【大 小】:559K
【简 介】:内置天线
【目 录】:第五讲 手机PIFA天线分析


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发表于 2007-2-15 21:21:00 | 显示全部楼层
joezh1999:
      谢谢您的解答,看后确实在理解上有帮助,这些内容我在今后的应用中再认真揣摩揣摩。
另外,还有个问题,不知能否赐教?问题见下:
      在HFSS中经常见到field solution 和full-field solution,比如说在频率扫描的说明中经常见到其他频点的field solution将被删除而Solution Frequency的full-field solution将被保存,这里field solution 和full-field solution有区别吗?区别是什么?[
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发表于 2007-2-16 14:10:00 | 显示全部楼层
有几个地方不能认同和大家讨论讨论:
1,关于PIFA的辐射场问题,特别是对于手机的Low band,觉得所谓的边缘场辐射的解释占不住脚,因为不管PIFA天线还是IFA、monopole,不论Feed pin的方向怎么放置,方向图始终是全向的,说明Low band的辐射中板子的作用贡献更大;
还有,微带天线馈点偏离中心,利用各边缘形成电场差辐射;PIFA的馈点在一端,这里的电场非常弱,我不能肯定还用微带天线解释是否合理。
2,关于short pin缩短天线谐振长度的问题,如果我们用monopole天线,调整到了合适的谐振长度,这时候加上一个short pin,也就是说变成一个IFA天线,它的谐振频点并没有变,只是return loss变深了而已,也就是说改变的只是它的输入阻抗;PIFA也一样,去掉或者加上short pin谐振长度并没有明显的变化,只是输入阻抗变大了从而使return loss变深了。
我认为short pin的作用只是引入了一个磁耦合,稀释了Feed pin中的电流,从而提高了天线的输入阻抗,因为小天线的输入阻抗总是小于50ohm的,输入阻抗的提高总是能改善天线的return loss的。
这只是我自己的看法,欢迎讨论
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发表于 2007-2-16 14:11:00 | 显示全部楼层
有几个地方不能认同和大家讨论讨论:
1,关于PIFA的辐射场问题,特别是对于手机的Low band,觉得所谓的边缘场辐射的解释占不住脚,因为不管PIFA天线还是IFA、monopole,不论Feed pin的方向怎么放置,方向图始终是全向的,说明Low band的辐射中板子的作用贡献更大;
还有,微带天线馈点偏离中心,利用各边缘形成电场差辐射;PIFA的馈点在一端,这里的电场非常弱,我不能肯定还用微带天线解释是否合理。
2,关于short pin缩短天线谐振长度的问题,如果我们用monopole天线,调整到了合适的谐振长度,这时候加上一个short pin,也就是说变成一个IFA天线,它的谐振频点并没有变,只是return loss变深了而已,也就是说改变的只是它的输入阻抗;PIFA也一样,去掉或者加上short pin谐振长度并没有明显的变化,只是输入阻抗变大了从而使return loss变深了。
我认为short pin的作用只是引入了一个磁耦合,稀释了Feed pin中的电流,从而提高了天线的输入阻抗,因为小天线的输入阻抗总是小于50ohm的,输入阻抗的提高总是能改善天线的return loss的。
这只是我自己的看法,欢迎讨论
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发表于 2007-2-26 13:24:00 | 显示全部楼层
由于工作关系,我也很久没有上来了,这个帖子确实是很久了.想不到,我这次又一次看到这个帖子,重看一遍,仍然感觉很好!!!
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发表于 2007-2-28 11:27:00 | 显示全部楼层
高手好多,拜!
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发表于 2007-2-28 14:59:00 | 显示全部楼层
寫得好﹐該頂﹗
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发表于 2007-3-13 15:19:00 | 显示全部楼层
了解了不少啊
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发表于 2007-3-13 20:46:00 | 显示全部楼层
上面fourthman提出的两个问题,我说一下我自己的看法。我不是做小天线的,可能看法不一定对。首先,我觉得Joe的说法有一定道理的,可以用边缘场的辐射来解释PIFA,但是和普通的微带天线还有很大不同。其实根据惠更斯原理,所有的天线都可以通过在规则的图形上电流和磁流的积分来求远场。至于你说的在低端方向图是全向,因为频率比较低,地不够大,绕射性强。还有就是短路钉的问题,我觉得肯定可以降低频率,我最近就在做类似的东西,如果你扫频宽一些,你就会发现。短路钉应该会引入感抗,引入交叉极化。愚见,欢迎拍砖!
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发表于 2007-3-14 14:43:00 | 显示全部楼层
好帖子,顶!
学习当中。。。[em01]
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发表于 2007-3-15 09:14:00 | 显示全部楼层
[em11]
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发表于 2007-8-9 10:56:00 | 显示全部楼层
这篇帖子太精华 我再来顶一下 希望大家继续讨论
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发表于 2007-8-9 23:01:00 | 显示全部楼层
这么多人捧场。这么久了,还有人在读,在想。也很欣赏fourthman的帖子,因为你有自己的思考。对于你提到的2点我作点补充
1)关于你说的 “因为不管PIFA天线还是IFA、monopole,不论Feed pin的方向怎么放置,方向图始终是全向的“。不知你有没有认真看方向图。以PIFA天线在常规直板机为例,其在GSM低频段(900MHz)的方向图H面全向吗?H面上增益最大与最小能差多少dB?请不要把你的坐标定得太大。然后你不妨多观察几种PIFA的方向图(H面),你能看出什么规律吗?请大家也注意研究一下。研究时,请着重比较有馈点短路点一侧与另一侧的增益区别。
2)短路点的加入能否降低频率问题,应该没有争议。你不妨作一个简单的patch antenna,加和不加短路点很快就看出此作用。
至于原理解释的问题,大家都可以从不同的角度来解释。解释不是唯一的。取决于你从什么角度去理解,取决于你是如何建立物理模型。微观角度的从电流分布入手,搞‘路’的可以从等效电路模型入手。各种解释方法并不改变其物理本质和物理规律。
再补充一点,我们常用的小天线不是单频率的,而是一个或者多个频带工作。小天线的辐射电阻是很小的,并不是输入阻抗很小。天线的VSWR好不好取决于天线的输入阻抗与系统的匹配程度。电抗的作用不可小觑。在你提‘阻抗’如何如何的时候,心中一定要想清楚我到底是在考虑电阻还是电抗。在Smith图上等电阻圆不是以圆图的圆心为圆心。电阻不变,改变电抗,VSWR(匹配程度)是会相应改变的。 如果讲  “输入阻抗的提高总是能改善天线的return loss的”,需要考虑清楚。电抗增加了阻抗的模值增加,Return Loss不一定会改善。

还有,天线的输入电阻包括辐射电阻和损耗电阻两部分。通常两部分并不能严格确定。也就是说辐射效率(注意不是指天线的总效率,不包括反射)在整个频带内并不是常数。电阻增加了,并不一定辐射电阻增加(或者不增加那么多)。再往深处想,在smith图中以圆图的圆心为圆心的同心圆(等反射系数圆)上各处反射相同,即return loss相同,天线效率并不一定相同。究竟在何处最好,这就是学问。有兴趣者不妨自己研究研究。

fourthman朋友一定是理论不错的,也有相当实践经验的。谢谢你的问题。

说得太多了,先搁笔。
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发表于 2007-8-23 15:42:00 | 显示全部楼层
很佩服你们这些高手,学到很多,谢谢!
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发表于 2007-8-24 09:21:00 | 显示全部楼层
覺得大家都好厲害阿!!!
我也要來努力了.....[em28]
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发表于 2007-8-24 11:51:00 | 显示全部楼层
这个帖子太经典了,高手好多啊,学习了,谢谢大家,希望继续讨论:)[em01]
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