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201495Allen Lu Advance: 雙極(dipole) 和單極(monopole) 天線簡介 http://allenluadvance.blogspot.tw/2009/01/dipole-antenna_11.html 1/7 0 更多 下一個網誌» 建立網誌 登入 Allen Lu Advance 2009111日星期日 雙極(dipole)和單極(monopole)天線簡介 天線在今日的電子產品的角色日益重要。一方面由於無線產品越來越 普及,各式的手機、GPS、藍牙耳機及週邊都會需要靈敏及內建的天 線。另一方面,高速的電路如果不注意,會有意想不到的天線耦合效 應而干擾其他電子產品,造成 EMI EMC 的間題而影響產品的認証 和量產。 本文介紹最簡單且普遍的天線:雙極及單極天線 (dipole and monopole antenna)。簡單是因為它的數學及物理特性;普遍是因為它的設計和 成本而有廣泛應用。同時雙極和單極天線所得到的結果可用於其他更 複雜的天線上。 雙極天線的結構和原理 Fig. 1a 草繪了一個雙極天線。基本上就是兩根金屬線指向相反方向。 極性相反的電流由中間流入()兩根金屬線形成雙極天線。如果從電 路學來看,可能難以理解電流如何流入()完全斷開的金屬線。這可 Fig. 1b 的虛擬電容 (virtue capacitance) model 及解釋。這個虛 擬電容把斷路的雙極電線變為一個迴路,可以用電路理論來了解天線 的特性,而不用更複雜的電磁場理論。 這個虛擬電容包含了少部份的寄生電容 (parasitic capacitance) 以及大 部份儲存電場能量的等效電容。 雙極天線的優點: 不需要 ground, 同時也比較不受環境影響(人體等等),常用於早期類比 電視的天線或外接天級(Fig. 1c 用於 Mio Panasonic 數位電視的 外接天線)。 雙極天線的缺點:所佔的空間較大,少用於小型電子產品例如手機、 行動電視等。

Allen Lu Advance_ 雙極(Dipole)和單極(Monopole)天線簡介

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    Allen Lu Advance

    2009111

    (dipole)(monopole)

    GPS EMI EMC

    (dipole and monopoleantenna)

    Fig. 1a ()() Fig. 1b (virtue capacitance) model

    (parasitic capacitance)

    ground, ()( Fig. 1c Mio Panasonic

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    Fig. 1a and 1b

    Fig. 1c

    Fig. 2a RF (potentialdifference)) Fig. 2a ground ground ground ( FM ) Fig. 2c

    Fig. 2b

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    Fig. 2a and 2b

    Fig. 2c

    EMC

    EMC EMC RF RF radiation

    Fig. 3

    Fig. 3 ( common mode voltage) RF common mode voltage

    EMC

    ( ground)circuit ground ground RF circuit ground

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    ground RF RF

    RF bypass RF

    common-mode choke common-mode radiation current

    shielding

    , I, Fig. 4a 0. ( 1/10) 0.5I1/4) sinusoidal, Fig. 4(b) 0.68I

    Fig. 4a and 4b

    radiation radiation radiation radiation 50% radiation 64%. dipole

    Fig. 5a and 5b

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    Fig. 5a ""

    Fig. 5b Fig. 1c I, 1/4 36%

    (PA) LNA

    radiate model "radiationresistance". Fig. 6a R-L-C.

    Fig. 6a and 6b:

    (>>100 Ohm)(>> 100 Ohm) (

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