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1. 前言：

隨著無(wú)線通信的發(fā)展， WiFi對(duì)我們?nèi)粘Ｉ罟ぷ髟絹?lái)越重要。

作為WiFi的載體-路由器，也是經(jīng)常出現(xiàn)在生活的各個(gè)角落。

本文主要從射頻微波、天線行業(yè)等專業(yè)角度，對(duì)一些路由器的各種天線進(jìn)行拆機(jī)分析，

然后從天線原理角度對(duì)路由器WiFi天線進(jìn)行深入分析。

2. 常見(jiàn)的路由器WiFi天線

（2-1）2.4GHz 螺旋天線（螺旋套筒天線）。這種通常為高增益天線，增益一般可達(dá)到5dBi，具體原理下文仔細(xì)介紹。

（2-2）雙頻PCB天線。改天線為2.4GHz，5.5GHz頻段的WiFi，由兩根同軸線分別饋電。增益一般，畢竟?fàn)奚颂炀€的尺寸。

（2-3）雙頻螺旋天線。增益高。（還沒(méi)找到實(shí)物拆解）

總之，路由器的天線種類很多。具體原理見(jiàn)下文，仿真對(duì)比見(jiàn)下期文章。

3. 路由器天線原理分析

（3-1）螺旋天線：

螺旋天線突出的特點(diǎn)是寬帶特征，也是最常用的圓極化天線。

螺旋天線的一般結(jié)構(gòu)如圖4-1 所示。螺旋天線通常用同軸線饋電，螺旋天線的一端與同軸線的內(nèi)導(dǎo)體相連，另一端處于自由狀態(tài)。

圖4-1 中，2d 為螺旋直徑，l 為螺旋天線長(zhǎng)度，s 為螺距，定義N 為螺旋圈數(shù)。

工作在中心頻率f 的螺旋天線，所需的線圈數(shù)目N 的近似計(jì)算公式為：

其中，螺距s = l / N ，所需金屬線總長(zhǎng)度L = 2Nπ d 。

螺旋天線常見(jiàn)的兩種工作模式：軸向模螺旋天線和法向模螺旋天線。

當(dāng)螺旋直徑D（D=2d）的長(zhǎng)度約為0.25～0.46λ時(shí)，圖（a）。

天線沿軸線方向有最大輻射，并在軸線方向產(chǎn)生圓極化波。這種天線稱為軸向模螺旋天線，常用于通信、雷達(dá)等。

軸向模螺旋天線的繞向決定極化旋向。

右手繞向的螺旋線為右旋圓極化，左手繞向的螺旋線為左旋圓極化。

當(dāng)螺旋直徑D 的長(zhǎng)度小于0.18λ時(shí)，圖（b）。

天線的最大輻射方向垂直于軸線方向，類似于單極天線，具有“8”字形方向圖，稱之為法向模螺旋天線，一般用于小功率電臺(tái)。

此時(shí)螺旋天線退化為線天線，輻射線極化波。

電磁波沿螺旋軸線傳播的相速比直線偶極子小，諧振長(zhǎng)度可以縮短，故可以減小天線尺寸。

螺旋天線是一個(gè)慢波系統(tǒng)，電磁波在螺旋線中的傳播速度為光速c，沿軸向的等效速率為u，

有關(guān)系式：u = c sinθ ，

θ 為螺旋切線與水平線間的夾角，

u < c，故螺旋天線是一個(gè)慢波系統(tǒng)，把螺旋天線中的波長(zhǎng)稱之為“導(dǎo)波長(zhǎng)”。

故設(shè)計(jì)螺旋天線諧振在四分之一波長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)該是諧振在四分之一的“導(dǎo)波長(zhǎng)”上。

（3-2）螺旋套筒天線。

顧名思義，就是螺旋天線加上套筒。如上圖，螺旋天線底部就是一個(gè)金屬套筒。

對(duì)于簡(jiǎn)單的單極子天線來(lái)說(shuō)，我們知道加粗振子可以獲得很低的特性阻抗。

在天線內(nèi)輻射體外面附加一與內(nèi)輻射體同軸的金屬套筒，就構(gòu)成了套筒天線，

既等效加粗了振子，又實(shí)現(xiàn)了不對(duì)稱形式的饋電，簡(jiǎn)單而且效果明顯。通

常情況下套筒天線都可以達(dá)到倍頻以上的相對(duì)帶寬。就

結(jié)構(gòu)而言，可以把套筒天線分成套筒單極子和套筒偶極子。

4. 路由器天線仿真對(duì)比：

文章見(jiàn)下一期內(nèi)容。

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