路由器信号天线的制作原理

Question

如题所述

Answer 1

路由器天线如图：

其发射原理是：

1、无线路由器是用于连接多个逻辑上分开的网络，所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网。当数据从一个子网传输到另一个子网时，可通过路由器来完成。现假设网络A中一个用户A1要向C网络中的C3用户发送一个请求信号时，其工作原理如下:

2、用户A1将目的用户C3的地址C3，连同数据信息发送给同一网络中的所有节点，当路由器A5端口侦听到这个地址后，分析得知所发目的节点不是本网段的，需要路由转发，就把数据帧接收下来。

3、路由器A5端口接收到用户A1的数据帧后，先从报头中取出目的用户C3的IP地址，并根据路由表计算出发往用户C3的最佳路径。因为从分析得知由路由器的A5端口直接发向路由器的C5端口应是信号传递的最佳途经。

4、路由器的C5端口再次取出目的用户C3的IP地址，找出C3的主机ID号，如果在网络中有交换机则可先发给交换机，再根据MAC地址表找出具体的网络节点位置;如果没有则根据其IP地址中的主机ID直接把数据帧发送给用户C3，这样一个完整的数据通信转发过程也完成了。

无线电发射机输出的射频信号,通过馈线(电缆)输送到天线,由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后,由天线接收下来(仅仅接收很小很小一部分功率),并通过馈线送到无线电接收机。因此在无线网络的工程中,计算发射装置的发射功率与天线的辐射能力非常重要。在无线网络环境中,天线可以达到增强无线信号的目的,因此我们把它理解为无线信号的放大器。

发射天线的基本功能之一是把从馈线取得的能量向周围空间辐射出去,基本功能之二是把大部分能量朝所需的方向辐射。天线对空间不同方向具有不同的辐射或接收能力,而根据方向性的不同,天线有全向和定向两种。

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Answer 2

随着无线通信的发展， WiFi对我们日常生活工作越来越重要。作为WiFi的载体-路由器，也是经常出现在生活的各个角落。本文主要从射频微波、天线行业等专业角度，对一些路由器的各种天线进行拆机分析，然后从天线原理角度对路由器WiFi天线进行深入分析。

2.常见的路由器WiFi天线

（2-1）2.4GHz 螺旋天线（螺旋套筒天线）。这种通常为高增益天线，增益一般可达到5dBi，具体原理下文仔细介绍。



（2-2）双频PCB天线。改天线为2.4GHz，5.5GHz频段的WiFi，由两根同轴线分别馈电。增益一般，毕竟牺牲了天线的尺寸。



（2-3）双频螺旋天线。增益高。（还没找到实物拆解）



总之，路由器的天线种类很多。具体原理见下文，仿真对比见下期文章。

3.路由器天线原理分析

（3-1）螺旋天线：

螺旋天线突出的特点是宽带特征，也是最常用的圆极化天线。螺旋天线的一般结构如图4-1 所示。螺旋天线通常用同轴线馈电，螺旋天线的一端与同轴线的内导体相连，另一端处于自由状态。

图4-1 中，2d 为螺旋直径，l 为螺旋天线长度，s 为螺距，定义N 为螺旋圈数。



工作在中心频率f 的螺旋天线，所需的线圈数目N 的近似计算公式为：



其中，螺距s = l / N ，所需金属线总长度L = 2Nπ d 。

螺旋天线常见的两种工作模式：轴向模螺旋天线和法向模螺旋天线。



当螺旋直径D（D=2d）的长度约为0.25～0.46λ时，图（a）。天线沿轴线方向有最大辐射，并在轴线方向产生圆极化波。这种天线称为轴向模螺旋天线，常用于通信、雷达等。轴向模螺旋天线的绕向决定极化旋向。右手绕向的螺旋线为右旋圆极化，左手绕向的螺旋线为左旋圆极化。

当螺旋直径D 的长度小于0.18λ时，图（b）。天线的最大辐射方向垂直于轴线方向，类似于单极天线，具有“8”字形方向图，称之为法向模螺旋天线，一般用于小功率电台。此时螺旋天线退化为线天线，辐射线极化波。电磁波沿螺旋轴线传播的相速比直线偶极子小，谐振长度可以缩短，故可以减小天线尺寸。

螺旋天线是一个慢波系统，电磁波在螺旋线中的传播速度为光速c，沿轴向的等效速率为u，有关系式：u = c sinθ ，θ 为螺旋切线与水平线间的夹角，u < c，故螺旋天线是一个慢波系统，把螺旋天线中的波长称之为“导波长”。故设计螺旋天线谐振在四分之一波长时，应该是谐振在四分之一的“导波长”上。

（3-2）螺旋套筒天线。

顾名思义，就是螺旋天线加上套筒。如上图，螺旋天线底部就是一个金属套筒。



对于简单的单极子天线来说，我们知道加粗振子可以获得很低的特性阻抗。在天线内辐射体外面附加一与内辐射体同轴的金属套筒，就构成了套筒天线，既等效加粗了振子，又实现了不对称形式的馈电，简单而且效果明显。通常情况下套筒天线都可以达到倍频以上的相对带宽。就结构而言，可以把套筒天线分成套筒单极子和套筒偶极子。

Answer 3

天线的原理：要分两部分来说，一是发射天线，一是接收天线。发射天线简单说，就是通过一根叫做“天线”的电极将天线与地之间形成的高频电场变成电磁波，从而能发射出去并传波到远方。接收天线简单说，就是通过一根叫做“天线”的电极将空中传来的电磁波感应为电场，生成高频信号电压，送到接收机进行信号处理。 天线制作： 通常八木天线由一个激励振子（也称主振子）、一个反射振子（又称反射器）和若干个引向振子（又称引向器）组成。 相比之下反射器最长，位于紧邻主振子的一侧，引向器都较短，并悉数位于主振子的另一侧，全部振子加起来的数目即为天线的单元数，譬如一副五单元的八木天线就包括一个主振子、一个反射器和三个引向器， 振子路由器天线如图： 其发射原理是： 1、无线路由器是用于连接多个逻辑上分开的网络，所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网。当数据从一个子网传输到另一个子网时，可通过路由器来完成。现假设网络A中一个用户A1要向C网络中的C3用户发送一个请求信号时，其工作原理如下: 2、用户A1将目的用户C3的地址C3，连同数据信息发送给同一网络中的所有节点，当路由器A5端口侦听到这个地址后，分析得知所发目的节点不是本网段的，需要路由转发，就把数据帧接收下来。 3、路由器A5端口接收到用户A1的数据帧后，先从报头中取出目的用户C3的IP地址，并根据路由表计算出发往用户C3的最佳路径。因为从分析得知由路由器的。
无线路由器的无线电发射机输出射频信号,通过馈线输送到天线,由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后,并通过馈线送到无线电接收机。 路由全向天线:在水平面上,辐射与接收无最大方向的天线称为全向天线。全向天线由于无方向性,所以多用在点对多点通信的中心台。比如想要在相邻的两幢楼之间建立无线连接,就可以选择这类天线。定向天线:有一个或多个辐射与接收能力最大方向的天线称为定向天线。定向天线能量集中,增益相对全向天线要高,适合于远距离点对点通信,同时由于具有方向性,抗干扰能力比较强。比如一个小区里,需要横跨几幢楼建立无线连接时,就可以选择这类天线。无线路由器天线与信号分析说到无线产品很多用户最关注。