PIFA到底是从何种天线形式演变过来的?

nch282275894

小弟最近刚刚接触PIFA天线,看过了一些资料,说PIFA演变过程有两种,一种是单极子>顶加载>倒L>倒F>PIFA;另一种说是从微带天线演变来的.我个人做个些仿真,貌似是与微带天线的关系更大.而且,天线的书籍中也没怎么找到有讲PIFA原理的.请问各位大神讲解下.不胜感激!

magicsissy

如果想深入了解PIFA天线的原理，可以去看看IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION, VOL. 54, NO. 1, JANUARY 2006上刊载的一篇文章《Radiating and Balanced Mode Analysis of PIFA Antennas》，作者是荷兰代尔夫特理工大学的Kevin R. Boyle和Leo P. Ligthart。

文章用辐射与平衡模的理论来分析了PIFA天线的工作机理，同时推导出了一些很重要的结论，如：辐射模直接显示PCB对于辐射和带宽的影响程度。平衡模表明，短路引脚相当于一个具有并联电抗作用的阻抗变换器。

magicsissy

PIFA天线是monopole天线或microstrip patch天线的变种，这些天线都可以推导出PIFA天线，PIFA天线也在一定程度上融合了这些天线的特点。

PIFA天线最早源自于King等人在1960年提出的“并联驱动式倒L天线”（R. King, C. W. Harrison, and D. H. Denton, “Transmission line missile antennas,”IRE Trans. Antennas Propag., vol. 8, no. 1, pp. 88–90, Jan. 1960.）。

King，和之后的Guertler，从基本原理当中推导出天线的特性，例如驱动点阻抗和方向性。（R. Guertler, “Isotropic transmission-line antenna and its toroid-pattern modification,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 25, no. 3, pp. 386–392, May 1977.）

附上一个PIFA天线的演进图，这样比较直观些。三种天线都可以推导出PIFA天线。
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iseee

两种说法：从微带天线转变过来，从对称偶极子天线转变过来的。都有一定的道理。

seandou

从微带天线转过来的,看下微带天线就知了

song770110

同问？？也想知道，前面也查过天线的原理，确实没看到PIFA天线的原理介绍！！！

nch282275894

以下是引用magicsissy在2011-11-29 10:33:45的发言：
。

附图摘自陈志宁（Zhi Ning Chen）和谢润华（Michael Y. W. Chia）两位教授的《Broadband Planar Antennas Design and Applications》。

你所指的“看到增益方向图与偶极子的增益方向图很像”，实际上指的是手机PIFA天线在低频段（例如GSM900）上的辐射场型与偶极子的辐射场型相似。这是因为手机的参考地通常都不大，不能视为理想地平面。尤其是针对低频段而言，这种情况下的地不再是反射体而是辐射体，换而言之，地是天线的一部分，常说的地长度满足四分之一波长即是指此意。实际上在低频段上，地的辐射贡献是要超过手机天线本身的。而对于高频段（例如DCS1800）而言，地的长度就显得较大了，通常超过了半个波长，所以辐射主要由天线本身贡献。高频段的辐射场型也不再是类似于偶极子天线那样的苹果图了，而变得较为复杂畸形。

地是一个很重要的关键，手机天线的特殊性在于它的参考地尺寸都不大，对天线性能的作用很显著，尤其在低频段上的辐射是地占主导地位。手机低频段的辐射性能不理想，如果排除干扰的原因，通常都是地出了问题。这也是为什么如果手机天线出现低频段SAR超标的时候，会非常难处理，因为地起主要辐射作用，而调整地则对工程师而言无疑是牵一发动全身的难题。这还可以理解为什么翻盖机天线做在手握处时，低频段辐射很差，需要对转轴进行处理，实际上还是一个对地的处理问题。

多谢LS强力人士的解答，发现自己想的还是有些不足。向您学习。

magicsissy

以下是引用nch282275894在2011-11-28 21:47:31的发言：
。

多谢楼上兄弟的，请问你上传的那个图是那本书或论文的，烦请告知。
还有一个问题，我用HFSS仿真了一个手机PIFA天线，看到增益方向图与偶极子的增益方向图很像，而微带天线的图只有在地板上的部分。发现这个差别，让我觉得有点迷糊。

附图摘自陈志宁（Zhi Ning Chen）和谢润华（Michael Y. W. Chia）两位教授的《Broadband Planar Antennas Design and Applications》。

你所指的“看到增益方向图与偶极子的增益方向图很像”，实际上指的是手机PIFA天线在低频段（例如GSM900）上的辐射场型与偶极子的辐射场型相似。这是因为手机的参考地通常都不大，不能视为理想地平面。尤其是针对低频段而言，这种情况下的地不再是反射体而是辐射体，换而言之，地是天线的一部分，常说的地长度满足四分之一波长即是指此意。实际上在低频段上，地的辐射贡献是要超过手机天线本身的。而对于高频段（例如DCS1800）而言，地的长度就显得较大了，通常超过了半个波长，所以辐射主要由天线本身贡献。高频段的辐射场型也不再是类似于偶极子天线那样的苹果图了，而变得较为复杂畸形。

地是一个很重要的关键，手机天线的特殊性在于它的参考地尺寸都不大，对天线性能的作用很显著，尤其在低频段上的辐射是地占主导地位。手机低频段的辐射性能不理想，如果排除干扰的原因，通常都是地出了问题。这也是为什么如果手机天线出现低频段SAR超标的时候，会非常难处理，因为地起主要辐射作用，而调整地则对工程师而言无疑是牵一发动全身的难题。这还可以理解为什么翻盖机天线做在手握处时，低频段辐射很差，需要对转轴进行处理，实际上还是一个对地的处理问题。

a1229557937

看不懂呀[em07]

nch282275894

以下是引用magicsissy在2011-11-25 0:01:57的发言：
如果想深入了解PIFA天线的原理，可以去看看IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION, VOL. 54, NO. 1, JANUARY 2006上刊载的一篇文章《Radiating and Balanced Mode Analysis of PIFA Antennas》，作者是荷兰代尔夫特理工大学的Kevin R. Boyle和Leo P. Ligthart。

文章用辐射与平衡模的理论来分析了PIFA天线的工作机理，同时推导出了一些很重要的结论，如：辐射模直接显示PCB对于辐射和带宽的影响程度。平衡模表明，短路引脚相当于一个具有并联电抗作用的阻抗变换器。

多谢楼上兄弟的，请问你上传的那个图是那本书或论文的，烦请告知。
还有一个问题，我用HFSS仿真了一个手机PIFA天线，看到增益方向图与偶极子的增益方向图很像，而微带天线的图只有在地板上的部分。发现这个差别，让我觉得有点迷糊。

rengui

楼主讲的非常透彻，谢谢！

daosen

[em01]