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关于磁导率的问题

05-08
有在HFSS中做了这样一个实验,一款以空气作为介质的PIFA天线,PIFA天线的基板采用不同的材质,天线效率区别有15%
基板材质             电导率               磁导率            谐振频率                         辐射效率
不锈钢                 1.1e+6              1                         2.45G                            98%
铁                         1.03e+7           4000                   2.45G                            83%
众所周知,电导率越大,阻性损耗就越小,辐射效率要高。铁的电导率更大,单单考量电导率着一个参数,那么应该辐射效率更高才对,但实际情况是铁的辐射效率更低
目光投降磁导率的影响,由于铁的磁导率达到4000(4000 》1),显著降低了辐射效率,那么磁导率对于损耗的影响又是怎样的?从原理上如何解释?
这些损耗的问题能不能直接由麦克斯韦方程组+物态方程解释?
麦克斯韦方程,电导率增加,使得传导电流增大,磁场的旋度增大,进而意味更多的能量束缚在振子近场区?

揪出另一个问题,如微带天线,在考虑辐射效率的情况下,我们更愿意选择相对介电常数低的基材,通常的解释为介电常数越大,对于电磁场的束缚就越大。
可否理解为,更大的相对介电常数,位移电流的变化率越大,磁场强度的旋度越大,意味着对电磁场的束缚就越大?

如微带天线,在考虑辐射效率的情况下,我们更愿意选择相对介电常数低的基材,通常的解释为介电常数越大,对于电磁场的束缚就越大。
小编这样讲,依据的是哪一本书或者其他参考资料?

“为了提高天线的效率,本文设计的天线贴片与地板之间选取空气为介质(空气可视为εr = 1 的介质)。因为当将天线贴片印制在一层介质板上后,介质对场的“束缚”增大,使得天线带宽变窄。而不填充介质时,则电波易于辐射,表面波的影响也减弱,且天线的储能比有介质时减小很多。”
引自一篇论文

我想小编可能在说"Electromagnetic Confinement",介质的permittivity越高,介质对电磁场的束缚效果越明显,造成的后果是:
带宽变窄;
效率降低;
天线尺寸缩小。
使用高permittivity介质是天线小型化技术之一。

一语惊醒梦中人....如果不用介质,就只有用泡沫支撑了?
那么介质基片的厚度对带宽、效率和尺寸是否有同样的影响?
感谢

如果追求空气效果,但又要有支撑效果,说实话,泡沫塑料是最好的选择,以前测材料的时候就这么干过。
记忆中,substrate的厚度对以上三者都有影响,没记错的话,厚度越大,影响越大。

泡沫支撑?具体如何个形式?
类似LDS天线那样的?

hefang
你对导体磁导率对天线特性的影响是否有研究?
按照仿真结果,应该是磁导率越大,辐射效率越低?
是不是意味这如果采用不锈钢的话,奥氏体应该比马氏体要好?

是研究过permeability,不过是针对permeability大于1的介质材料,没研究过金属,不确定是否是同样的性质。
其实permeability的效果和permittivity是很相似的,提高permeability也会使天线尺寸缩小。只不过,对于天线阻抗,Z_ant=Z_space*sqrt(epsilon/meu)。因此,理论上,使用permeability近似等于permittivity的介质材料可以使天线的阻抗更接近377欧姆,在缩小天线尺寸的前提下能提供很好的带宽。
效率很可能和loss tangent的关联比较多,电损耗和磁损耗比较大的话,天线自身的辐射效率可能不会很好。
以上是记忆中literature review的内容,不保证准确性,建议小编去IEEE搜相关的transaction。

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