畢業(yè)設(shè)計(jì)----wifi天線設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　?。?011屆）</b></p><p><b>　　誠(chéng) 信 承 諾</b></p><p>　　我謹(jǐn)在此承諾：本人所寫的畢業(yè)論文《WIFI天線設(shè)計(jì)》均系本人獨(dú)立完成，沒(méi)有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點(diǎn)和材料，均作了注釋，若

2、有不實(shí)，后果由本人承擔(dān)。</p><p>　　承諾人（簽名）： </p><p>　　年 月 日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展的今天，天線的地位及其應(yīng)用被人們?nèi)找嬷匾暋１疚南到y(tǒng)的介紹WIFI天線制作方法，理論分析依據(jù)，及其制作過(guò)程中的技術(shù)

3、要求。</p><p>　　本文具體內(nèi)容包涵WIFI知識(shí)， WIFI是種短程無(wú)線傳輸技術(shù)。具體理論分析計(jì)算制作WIFI天線形狀、尺寸大小及其選用材料，具體制作WIFI天線的過(guò)程。及其測(cè)試WIFI天線性能，對(duì)比系統(tǒng)自帶天線。包涵制作心得及其制作技巧，此天線原理簡(jiǎn)單，制作成功率高，是各位無(wú)線網(wǎng)絡(luò)DIY愛(ài)好者初級(jí)制作首選。</p><p>　　關(guān)鍵詞：WIFI天線；無(wú)線網(wǎng)絡(luò)；WIFI天線制作&l

4、t;/p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　In today's rapid development of wireless networks, antenna and its applications is increasing attention on the status of. Method for making this

5、system to introduce WIFI antenna, theoretical analysis based on, and in the process of making technology requirements. </p><p>　　Knowledge of specific content in this article include WIFI, WIFI is kind of sh

6、ort range wireless transmission technology. Analysis and calculation of specific theories make WIFI antenna selection of shapes, sizes and materials, the concrete process of making WIFI antenna. And testing WIFI antenna

7、performance, contrast with antenna system. Excuse making experience and production skills, this antenna simple in principle, make a highly successful, are you DIY enthusiasts primary production preferre</p><p&

8、gt;　　Key words：WIFI antenna; wireless signal; WIFI antenna manufacture</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要0</b></p><p>　　ABSTRACT1</p><p&g

9、t;<b>　　目 錄2</b></p><p><b>　　1 引言3</b></p><p><b>　　2 概述4</b></p><p>　　2.1 WIFI相關(guān)簡(jiǎn)述4</p><p>　　2.2 WIFI組建方法6</p><

10、;p>　　2.3 WIFI目前的應(yīng)用7</p><p>　　2.4 WIFI天線制作與測(cè)試材料及工具8</p><p>　　2.5 本設(shè)計(jì)方案思路8</p><p>　　2.6 主要技術(shù)指標(biāo)9</p><p>　　3 理論分析12</p><p>　　3.1 分析天線形狀12</p&g

11、t;<p>　　3.2 天線尺寸設(shè)計(jì)13</p><p>　　3.3 罐頭盒大小設(shè)計(jì)14</p><p>　　3.4 導(dǎo)波線路分析16</p><p>　　4 制作與調(diào)試18</p><p>　　4.1 整體實(shí)物制作18</p><p>　　4.2 WIFI天線調(diào)試23</p&

12、gt;<p>　　5 性能測(cè)試與對(duì)比24</p><p>　　5.1 系統(tǒng)自帶天線與WIFI天線性能對(duì)比24</p><p><b>　　6 制作心得27</b></p><p><b>　　7 結(jié)論28</b></p><p><b>　　致謝29</b&

13、gt;</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)30</b></p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　WIFI全稱Wireless Fidelity，又稱802.11b標(biāo)準(zhǔn)，是IEEE定義的一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（IEEE802.11）。802.11b定義了使用直接序列擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)在2.4GH

14、z頻帶實(shí)現(xiàn)11Mbit/s速率的無(wú)線傳輸，在信號(hào)較弱或有干擾的情況下，寬帶可調(diào)整為5.5Mbps、2Mbps和1Mbps。隨著網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，用戶對(duì)無(wú)線通信的需求日漸突出，也出現(xiàn)了許多的無(wú)線通信協(xié)議。WIFI以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越受到業(yè)界的關(guān)注，并顯示出極大的應(yīng)用前景。</p><p>　　WIFI是由AP（Access Point，無(wú)線訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)）和無(wú)線網(wǎng)卡組成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，AP是當(dāng)作傳統(tǒng)的有線局域網(wǎng)絡(luò)與

15、無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)之間的橋梁，其工作原理相當(dāng)于一個(gè)內(nèi)置無(wú)線發(fā)射器的HUB或者是路由；無(wú)線網(wǎng)卡則是負(fù)責(zé)接收由AP所發(fā)射信號(hào)的CLIENT端設(shè)備。因此一個(gè)裝有無(wú)線網(wǎng)卡的PC均可透過(guò)AP分享有線局域網(wǎng)絡(luò)甚至廣域網(wǎng)絡(luò)的資源。</p><p>　　近年來(lái)，無(wú)線通信發(fā)展迅速，作為系統(tǒng)發(fā)射和接收電磁波的重要前段器件——天線，其性能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的通信質(zhì)量至關(guān)重要。天線的小型化、多頻帶和多天線等技術(shù)成為研究的熱點(diǎn)；與此同時(shí)，準(zhǔn)確測(cè)了小天線

16、也面臨著很大的困難。</p><p>　　在國(guó)內(nèi)，無(wú)線AP的數(shù)量呈迅猛的增長(zhǎng)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的方便與高效使其能夠得到迅速的普及。除了在目前的一些公共地方有AP之外，國(guó)外已經(jīng)有先例以無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)來(lái)建設(shè)城域網(wǎng)，因此，WIFI的無(wú)線地位將會(huì)日益牢固。</p><p>　　WIFI天線在未來(lái)需求量巨大，便宜高質(zhì)量WIFI天線將會(huì)是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)用戶喜愛(ài)的產(chǎn)品。制作簡(jiǎn)單，成功率高，性能優(yōu)越的WIFI天線也將會(huì)受到無(wú)

17、線網(wǎng)絡(luò)用戶的青睞。而且現(xiàn)在就有單獨(dú)販賣的WIFI天線，如果我們自己就可以利用身邊的材料做出一個(gè)跟市場(chǎng)上性能不相上下或者性能更在市場(chǎng)天線之上的WIFI天線，簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單，那有多好。自己制作的東西，有實(shí)用價(jià)值，還可以廢物利用，真是一舉兩得。</p><p><b>　　2 概述</b></p><p>　　2.1 WIFI相關(guān)簡(jiǎn)述</p><p>

18、　　圖2.1.1（WIFI標(biāo)志圖）</p><p>　　所謂 WIFI，其實(shí)就是 IEEE 802.11b 的別稱，是由一個(gè)名為“無(wú)線以太網(wǎng)相容聯(lián)盟”（Wireless Ethernet Compatibility Alliance, WECA）的組織所發(fā)布的業(yè)界術(shù)語(yǔ)，中文譯為“無(wú)線相容認(rèn)證”。它的標(biāo)志圖如圖2.1.1所示。它是一種短程無(wú)線傳輸技術(shù)，能夠在數(shù)百米范圍內(nèi)支持互聯(lián)網(wǎng)接入的無(wú)線電信號(hào)。隨著技術(shù)的發(fā)展，以

19、及IEEE 802.11a 及IEEE 802.11g等標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)，現(xiàn)在IEEE 802.11 這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)已被統(tǒng)稱作WIFI。從應(yīng)用層面來(lái)說(shuō)，要使用WIFI，用戶首先要有WIFI兼容的用戶端裝置。</p><p>　　WIFI是一種幫助用戶訪問(wèn)電子郵件、Web和流式媒體的賦能技術(shù)。它為用戶提供了無(wú)線的寬帶互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)。同時(shí)，它也是在家里、辦公室或在旅途中上網(wǎng)的快速、便捷的途徑。能夠訪問(wèn)WIFI網(wǎng)絡(luò)的地方被稱為熱點(diǎn)。W

20、IFI或802.11b在2.4Ghz頻段工作，所支持的速度最高達(dá)11Mbps。另外還有兩種802.11空間的協(xié)議，包括(a)和(g)。它們也是公開使用的，但802.11b在世界上最為常用。</p><p>　　WIFI 熱點(diǎn)是通過(guò)在互聯(lián)網(wǎng)連接上安裝訪問(wèn)點(diǎn)來(lái)創(chuàng)建的。這個(gè)訪問(wèn)點(diǎn)將無(wú)線信號(hào)通過(guò)短程進(jìn)行傳輸 - 一般覆蓋300英尺。當(dāng)一臺(tái)支持 WIFI 的設(shè)備（例如Pocket PC）遇到一個(gè)熱點(diǎn)時(shí)，這個(gè)設(shè)備可以用無(wú)線方

21、式連接到那個(gè)網(wǎng)絡(luò)。大部分熱點(diǎn)都位于供大眾訪問(wèn)的地方，例如機(jī)場(chǎng)、咖啡店、旅館、書店以及校園等等。許多家庭和辦公室也擁有 WIFI 網(wǎng)絡(luò)。雖然有些熱點(diǎn)是免費(fèi)的，但是大部分穩(wěn)定的公共 WIFI 網(wǎng)絡(luò)是由私人互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商(ISP)提供的，因此會(huì)在用戶連接到互聯(lián)網(wǎng)時(shí)收取一定費(fèi)用。</p><p>　　全稱Wireless Fidelity。802.11b有時(shí)也被錯(cuò)誤地標(biāo)為WIFI，實(shí)際上WIFI是無(wú)線局域網(wǎng)聯(lián)盟（WLA

22、NA）的一個(gè)商標(biāo)，該商標(biāo)僅保障使用該商標(biāo)的商品互相之間可以合作，與標(biāo)準(zhǔn)本身實(shí)際上沒(méi)有關(guān)系。但是后來(lái)人們逐漸習(xí)慣用WIFI來(lái)稱呼802.11b協(xié)議。它的最大優(yōu)點(diǎn)就是傳輸速度較高，可以達(dá)到11Mbps，另外它的有效距離也很長(zhǎng)，同時(shí)也與已有的各種802.11 DSSS設(shè)備兼容。筆記本電腦技術(shù)——迅馳技術(shù)就是基于該標(biāo)準(zhǔn)的。</p><p>　　IEEE（［美國(guó)］電子和電氣工程師協(xié)會(huì)）802.11b無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)范是IEEE

23、802.11網(wǎng)絡(luò)規(guī)范的擴(kuò)展，最高帶寬為11 Mbps，在信號(hào)較弱或有干擾的情況下，帶寬可調(diào)整為5.5Mbps、2Mbps和1Mbps，帶寬的自動(dòng)調(diào)整，有效地保障了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性。其主要特性為：速度快，可靠性高，在開放性區(qū)域，通訊距離可達(dá)305米，在封閉性區(qū)域，通訊距離為76米到122米，方便與現(xiàn)有的有線以太網(wǎng)絡(luò)整合，組網(wǎng)的成本更低。</p><p>　　WIFI（Wireless Fidelity，無(wú)線相容

24、性認(rèn)證）的正式名稱是“IEEE802.11b”，與藍(lán)牙技術(shù)一樣，同屬于在辦公室和家庭中使用的短距離無(wú)線技術(shù)。雖然在數(shù)據(jù)安全性方面，該技術(shù)比藍(lán)牙技術(shù)要差一些，但是在電波的覆蓋范圍方面則要略勝一籌。Wife的覆蓋范圍則可達(dá)300英尺左右（約合90米），辦公室自不用說(shuō)，就是在小一點(diǎn)的整棟大樓中也可使用。因此，WIFI一直是企業(yè)實(shí)現(xiàn)自己無(wú)線局域網(wǎng)所青睞的技術(shù)。還有一個(gè)原因，就是與代價(jià)昂貴的3G企業(yè)網(wǎng)絡(luò)相比，WIFI似乎更勝一籌。關(guān)于WIFI 的

25、熱點(diǎn)都誕生在2002年，在美國(guó)，WIFI就像早期的因特網(wǎng)一樣，呈現(xiàn)出星火燎原之勢(shì)。在2003年它注定要在世界范圍內(nèi)有著美好的前景。</p><p>　　正確讀音[wai] [fai]</p><p><b>　　WIFI突出優(yōu)勢(shì)</b></p><p>　　其一，無(wú)線電波的覆蓋范圍廣，基于藍(lán)牙技術(shù)的電波覆蓋范圍非常小，半徑大約只有50英尺左右約

26、合15米，而WIFI的半徑則可達(dá)300英尺左右約合100米，辦公室自不用說(shuō)，就是在整棟大樓中也可使用。</p><p>　　其二，雖然由WIFI技術(shù)傳輸?shù)臒o(wú)線通信質(zhì)量不是很好，數(shù)據(jù)安全性能比藍(lán)牙技術(shù)差一些，傳輸質(zhì)量也有待改進(jìn)，但傳輸速度非?？?，可以達(dá)到54mbps，符合個(gè)人和社會(huì)信息化的需求。</p><p>　　其三，廠商進(jìn)入該領(lǐng)域的門檻比較低。廠商只要在機(jī)場(chǎng)、車站、咖啡店、圖書館等人員

27、較密集的地方設(shè)置“熱點(diǎn)”，并通過(guò)高速線路將因特網(wǎng)接入上述場(chǎng)所。這樣，由于“熱點(diǎn)”所發(fā)射出的電波可以達(dá)到距接入點(diǎn)半徑數(shù)十米至100米的地方，用戶只要將支持無(wú)線LAN的筆記本電腦或PDA拿到該區(qū)域內(nèi)，即可高速接入因特網(wǎng)。也就是說(shuō)，廠商不用耗費(fèi)資金來(lái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)布線接入，從而節(jié)省了大量的成本。</p><p>　　根據(jù)無(wú)線網(wǎng)卡使用的標(biāo)準(zhǔn)不同，WIFI的速度也有所不同。其中IEEE802.11b最高為11Mbps（部分廠商在

28、設(shè)備配套的情況下可以達(dá)到22Mbps），IEEE802.11a為54Mbps、IEEE802.11g也是54Mbps。</p><p>　　WIFI是由AP(Access Point)和無(wú)線網(wǎng)卡組成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。AP一般稱為網(wǎng)絡(luò)橋接器或接入點(diǎn)，它是當(dāng)作傳統(tǒng)的有線局域網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)之間的橋梁，因此任何一臺(tái)裝有無(wú)線網(wǎng)卡的PC均可透過(guò)AP去分享有線局域網(wǎng)絡(luò)甚至廣域網(wǎng)絡(luò)的資源，其工作原理相當(dāng)于一個(gè)內(nèi)置無(wú)線發(fā)射器的HUB

29、或者是路由， 而無(wú)線網(wǎng)卡則是負(fù)責(zé)接收由AP所發(fā)射信號(hào)的CLIENT端設(shè)備。</p><p>　　而wireless b/g表示網(wǎng)卡的型號(hào)，按照其速度與技術(shù)的新舊可分為802.11a、802.11b、802.11g。</p><p>　　講起無(wú)線網(wǎng)，大家都有一種似是而非的感覺(jué)，無(wú)線是否簡(jiǎn)單地兩臺(tái)計(jì)算機(jī)互聯(lián)？No！這已經(jīng)是上個(gè)世紀(jì)的無(wú)線概念，新一代的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，將以無(wú)須布線和使用相對(duì)自由，建立起

30、人們對(duì)無(wú)線局域網(wǎng)的全新感受。需求決定了市場(chǎng)的發(fā)展，很少見到哪種IT技術(shù)或是產(chǎn)品能夠像它這樣有如此迅猛的增長(zhǎng)勢(shì)頭，不受任何約束隨時(shí)隨地訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)不再是夢(mèng)想，其中，WIFI發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。WIFI代表了“無(wú)線保真”，指具有完全兼容性的802.11標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11b子集，它使用開放的2.4GHz直接序列擴(kuò)頻，最大數(shù)據(jù)傳輸速率為11Mbps，也可根據(jù)信號(hào)強(qiáng)弱把傳輸率調(diào)整為5.5Mbps、2Mbps和1Mbps帶寬。無(wú)需直線傳播傳輸

31、范圍為室外最大300米，室內(nèi)有障礙的情況下最大100米，是現(xiàn)在使用的最多的傳輸協(xié)議。它與有線網(wǎng)絡(luò)相較之下，有許多優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　它與有線網(wǎng)絡(luò)相較之下，有許多優(yōu)點(diǎn)：</p><p><b>　　無(wú)須布線</b></p><p>　　WIFI最主要的優(yōu)勢(shì)在于不需要布線，可以不受布線條件的限制，因此非常適合移動(dòng)辦公用戶的需要，具有廣闊市場(chǎng)

32、前景。目前它已經(jīng)從傳統(tǒng)的醫(yī)療保健、庫(kù)存控制和管理服務(wù)等特殊行業(yè)向更多行業(yè)拓展開去，甚至開始進(jìn)入家庭以及教育機(jī)構(gòu)等領(lǐng)域。</p><p><b>　　健康安全</b></p><p>　　IEEE802.11規(guī)定的發(fā)射功率不可超過(guò)100毫瓦，實(shí)際發(fā)射功率約60~70毫瓦，這是一個(gè)什么樣的概念呢？手機(jī)的發(fā)射功率約200毫瓦至1瓦間，手持式對(duì)講機(jī)高達(dá)5瓦，而且無(wú)線網(wǎng)絡(luò)使用方

33、式并非像手機(jī)直接接觸人體，是絕對(duì)安全的。</p><p>　　2.2 WIFI組建方法</p><p>　　一般架設(shè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的基本配備就是無(wú)線網(wǎng)卡及一臺(tái)AP，如此便能以無(wú)線的模式，配合既有的有線架構(gòu)分享網(wǎng)絡(luò)資源，架設(shè)費(fèi)用和復(fù)雜程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)。如果只是幾臺(tái)電腦的對(duì)等網(wǎng)，也可不要AP，只需要每臺(tái)電腦配備無(wú)線網(wǎng)卡。AP為Access Point簡(jiǎn)稱，一般翻譯為“無(wú)線訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)”，或“

34、橋接器”。它主要在媒體存取控制層MAC中扮演無(wú)線工作站及有線局域網(wǎng)絡(luò)的橋梁。有了AP，就像一般有線網(wǎng)絡(luò)的Hub一般，無(wú)線工作站可以快速且輕易地與網(wǎng)絡(luò)相連。特別是對(duì)于寬帶的使用，WIFI更顯優(yōu)勢(shì)，有線寬帶網(wǎng)絡(luò)（ADSL、小區(qū)LAN等）到戶后，連接到一個(gè)AP，然后在電腦中安裝一塊無(wú)線網(wǎng)卡即可。普通的家庭有一個(gè)AP已經(jīng)足夠，甚至用戶的鄰里得到授權(quán)后，則無(wú)需增加端口，也能以共享的方式上網(wǎng)。</p><p>　　長(zhǎng)距離工作

35、，別看無(wú)線WIFI的工作距離不大，在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)完備的情況下，802.11b的真實(shí)工作距離可以達(dá)到100米以上，而且解決了高速移動(dòng)時(shí)數(shù)據(jù)的糾錯(cuò)問(wèn)題、誤碼問(wèn)題，WIFI設(shè)備與設(shè)備、設(shè)備與基站之間的切換和安全認(rèn)證都得到了很好的解決。</p><p>　　但隨著無(wú)線產(chǎn)業(yè)從802.11g到下一代802.11n標(biāo)準(zhǔn)的演變，越來(lái)越多的產(chǎn)品開始采用功能強(qiáng)大的802.11n技術(shù)，因?yàn)樗芴峁└旄煽康臒o(wú)線連接。802.11n平臺(tái)的

36、速度比802.11g快7倍，比以太網(wǎng)快3倍。另外，它具有更大的覆蓋范圍，可以在整個(gè)家庭內(nèi)提供健壯的連接，即使是各個(gè)角落也游刃有余。由于它具有很大的帶寬，因此802.11n是首個(gè)能夠同時(shí)承載高清視頻、音頻和數(shù)據(jù)流的無(wú)線多媒體分發(fā)技術(shù)。而且802.11n產(chǎn)品還提供并發(fā)雙頻操作，因此能為寬帶多媒體應(yīng)用提供更多的信道容量。</p><p>　　如今許多消費(fèi)者擁有數(shù)字電影、電視片、音樂(lè)和照片庫(kù)，他們非常希望能夠從家庭中的任

37、何地方通過(guò)無(wú)線設(shè)備訪問(wèn)這些媒體內(nèi)容。802.11n不僅支持多個(gè)并發(fā)用戶和設(shè)備，而且它的超強(qiáng)功能可保證服務(wù)質(zhì)量，確保家庭中所有設(shè)備提供更佳用戶體驗(yàn)，同時(shí)提供智能的內(nèi)容管理和發(fā)布。</p><p>　　802.11n標(biāo)準(zhǔn)的版本還是草案2.0版，正式版的批準(zhǔn)有望在2009完成。802.11n規(guī)范的草案2.0版已經(jīng)非常完善，今后對(duì)草案應(yīng)該不會(huì)有大的修改。對(duì)支持802.11n較早草案的802.11n設(shè)備而言，這些設(shè)備可以通

38、過(guò)固件實(shí)現(xiàn)升級(jí)。為了促進(jìn)802.11n的普及，WIFI認(rèn)證非常關(guān)鍵。</p><p>　　因此，市場(chǎng)向802.11n轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)越來(lái)越明顯，并且更具性價(jià)比。802.11n生態(tài)系統(tǒng)也在迅速發(fā)展，有越來(lái)越多的制造商在HDTV、機(jī)頂盒和媒體適配器中增加802.11n技術(shù)。該趨勢(shì)將推動(dòng)整個(gè)家庭的視頻發(fā)布無(wú)線覆蓋成為新的殺手應(yīng)用。據(jù)ABI Research公司預(yù)測(cè)，2008年802.11n產(chǎn)品將占全部WIFI交貨量的近一半。

39、</p><p>　　2.3 WIFI目前的應(yīng)用</p><p>　　由于WIFI的頻段在世界范圍內(nèi)是無(wú)需任何電信運(yùn)營(yíng)執(zhí)照的免費(fèi)頻段，因此WLAN無(wú)線設(shè)備提供了一個(gè)世界范圍內(nèi)可以使用的，費(fèi)用極其低廉且數(shù)據(jù)帶寬極高的無(wú)線空中接口。用戶可以在WIFI覆蓋區(qū)域內(nèi)快速瀏覽網(wǎng)頁(yè)，隨時(shí)隨地接聽撥打電話。而其它一些基于WLAN的寬帶數(shù)據(jù)應(yīng)用，如流媒體、網(wǎng)絡(luò)游戲等功能更是值得用戶期待。有了WIFI功能我

40、們打長(zhǎng)途電話（包括國(guó)際長(zhǎng)途），瀏覽網(wǎng)頁(yè)、收發(fā)電子郵件、音樂(lè)下載、數(shù)碼照片傳遞等，再無(wú)需擔(dān)心速度慢和花費(fèi)高的問(wèn)題。</p><p>　　WIFI在掌上設(shè)備上應(yīng)用越來(lái)越廣泛，而智能手機(jī)就是其中一份子。與早前應(yīng)用于手機(jī)上的藍(lán)牙技術(shù)不同，WIFI具有更大的覆蓋范圍和更高的傳輸速率，因此WIFI手機(jī)成為了目前移動(dòng)通信業(yè)界的時(shí)尚潮流。</p><p>　　現(xiàn)在WIFI的覆蓋范圍在國(guó)內(nèi)越來(lái)越廣泛了，高級(jí)

41、賓館，豪華住宅區(qū)，飛機(jī)場(chǎng)以及咖啡廳之類的區(qū)域都有WIFI接口。當(dāng)我們?nèi)ヂ糜危k公時(shí)，就可以在這些場(chǎng)所使用我們的掌上設(shè)備盡情網(wǎng)上沖浪了。</p><p>　　WLAN是Wireless Local Area Network（無(wú)線局域網(wǎng)）的縮寫，它是一種基于802.11n/b/g/a標(biāo)準(zhǔn)，利用WIFI無(wú)線通信技術(shù)將PC等設(shè)備連接起來(lái)，構(gòu)成可以互相通信、實(shí)現(xiàn)資源共享的網(wǎng)絡(luò)。</p><p>　　

42、近兩年，市場(chǎng)上支持UMA（Unlicensed Mo-bile Access非授權(quán)移動(dòng)接入）等技術(shù)，具備WLAN連接功能的智能手機(jī)越來(lái)越多。它們除了可以借助GSM/CDMA移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)通話外，還能在WIFI無(wú)線局域網(wǎng)覆蓋的區(qū)域內(nèi)，共享PC上網(wǎng)或Void通話。下面，我們就以采用Windows Mobile操作系統(tǒng)的WIFI手機(jī)為例，為大家介紹手機(jī)如何通過(guò)WLAN上網(wǎng)。</p><p>　　擁有WIFI功能的手機(jī)一覽

43、：諾基亞N80、索愛(ài)W960、三星SGH-T709、摩托羅拉A910等。</p><p>　　為了能用手機(jī)躺在床上上網(wǎng)，開通GPRS。無(wú)奈GPRS上網(wǎng)不但速度難以讓人滿意，資費(fèi)也不便宜?？偛荒転榱藨卸ベI臺(tái)筆記本電腦吧？當(dāng)然不用。其實(shí)，只需一臺(tái)無(wú)線路由器，我們就能讓手機(jī)和PC共享寬帶上網(wǎng)。</p><p>　　目前通過(guò)無(wú)線路由器或無(wú)線AP上網(wǎng)，已經(jīng)成為很多上網(wǎng)用戶的選擇。通過(guò)無(wú)線路由器、L

44、AN或WLAN，PC可以輕松的利用ADSL、Cable、FTTX等寬帶接入Internet。</p><p>　　WIFI手機(jī)通過(guò)無(wú)線路由器共享上網(wǎng)也非常方便，多數(shù)WIFI手機(jī)不需要做任何設(shè)置，在無(wú)線路由器的信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)，WIFI手機(jī)和無(wú)線路由器的默認(rèn)設(shè)置下，WIFI手機(jī)就能自動(dòng)獲取IP地址進(jìn)行無(wú)線連接，并利用手機(jī)自帶的IE、MSN等軟件無(wú)線上網(wǎng)。當(dāng)然，如果在WIFI手機(jī)和無(wú)線路由器都正常開啟的情況下，WIFI

45、手機(jī)無(wú)法通過(guò)無(wú)線路由器共享上網(wǎng)，我們就需要檢查一下設(shè)備的設(shè)置。</p><p>　　2.4 WIFI天線制作與測(cè)試材料及工具</p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計(jì)作品盡量使用日常生活用品，讓制作材料較易收集。制作工具較易找到，不使用工廠專用工具。方便其無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)燒友自己動(dòng)手做實(shí)物。</p><p>　　天線設(shè)計(jì)主要有以下3個(gè)部分：環(huán)境（罐頭盒），天線（金屬片），導(dǎo)波線（

46、50歐姆饋線）。主要用材有：100mm*123mm桶裝罐頭盒，10mm*30mm金屬片，SMA公母頭兩個(gè)，400mm50歐姆饋線一根等。需要工具：剪刀，轉(zhuǎn)頭，鐵錘，精確到毫米的刻度尺，記號(hào)筆，電烙鐵，焊錫絲及焊接物品。主要測(cè)試工具：外接無(wú)線網(wǎng)卡一張，可以正常使用的筆記本一臺(tái)，相關(guān)天線測(cè)試軟件，無(wú)線AP一個(gè)。這些東西估計(jì)大家都很容易找到的，下面我們來(lái)看下本作品的主要設(shè)計(jì)思路。</p><p>　　2.5 本設(shè)計(jì)方案

47、思路</p><p>　　為使其制作天線盡量簡(jiǎn)單化、明了化，所以我們這次制作盡量使用組合器材。</p><p>　　為了盡量簡(jiǎn)單，我們直接選擇合適大小的罐頭盒，讓他做為天線的環(huán)境（這個(gè)環(huán)境對(duì)天線接收信號(hào)強(qiáng)度影響很大），再用廢棄的銅片裁剪成形狀合適，大小適中的天線（這個(gè)形狀大小對(duì)天線接收信號(hào)影響也很大），再通過(guò)50歐姆饋母線與無(wú)線網(wǎng)卡相連，把這三大件組合在一起就很簡(jiǎn)單的做成了一個(gè)天線。<

48、;/p><p>　　測(cè)試環(huán)節(jié)，用筆記本測(cè)量無(wú)線網(wǎng)卡接收信號(hào)強(qiáng)度多少，再使用專門的軟件對(duì)比測(cè)試某個(gè)信號(hào)強(qiáng)度在不同天線下的大小。 </p><p>　　2.6 主要技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　1、天線是輸入阻抗 天線的輸入阻抗是天線饋電端輸入電壓與輸入電流的比值。天線與饋線的連接，最佳情形是天線輸入阻抗是純電阻且等于饋線的特性阻抗，這時(shí)饋線終端沒(méi)有功率反射，

49、饋線上沒(méi)有駐波，天線的輸入阻抗隨頻率的變化比較平緩。天線的匹配工作就是消除天線輸入阻抗中的電抗分量，使電阻分量盡可能地接近饋線的特性阻抗。匹配的優(yōu)劣一般用四個(gè)參數(shù)來(lái)衡量即反射系數(shù)，行波系數(shù)，駐波比和回波損耗，四個(gè)參數(shù)之間有固定的數(shù)值關(guān)系，使用那一個(gè)純出于習(xí)慣。在我們?nèi)粘＞S護(hù)中，用的較多的是駐波比和回波損耗。一般移動(dòng)通信天線的輸入阻抗為50Ω。</p><p>　　駐波比：它是行波系數(shù)的倒數(shù)，其值在1到無(wú)窮大之間。

50、駐波比為1，表示完全匹配；駐波比為無(wú)窮大表示全反射，完全失配。在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，一般要求駐波比小于1.5，但實(shí)際應(yīng)用中VSWR應(yīng)小于1.2。過(guò)大的駐波比會(huì)減小基站的覆蓋并造成系統(tǒng)內(nèi)干擾加大，影響基站的服務(wù)性能。</p><p>　　回波損耗：它是反射系數(shù)絕對(duì)值的倒數(shù)，以分貝值表示?；夭〒p耗的值在0do的到無(wú)窮大之間，回波損耗越大表示匹配越差，回波損耗越大表示匹配越好。0表示全反射，無(wú)窮大表示完全匹配。在移動(dòng)通信系

51、統(tǒng)中，一般要求回波損耗大于14dB。</p><p>　　2 、天線的極化方式所謂天線的極化，就是指天線輻射時(shí)形成的電場(chǎng)強(qiáng)度方向。當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直于地面時(shí)，此電波就稱為垂直極化波；當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度方向平行于地面時(shí)，此電波就稱為水平極化波。由于電波的特性，決定了水平極化傳播的信號(hào)在貼近地面時(shí)會(huì)在大地表面產(chǎn)生極化電流，極化電流因受大地阻抗影響產(chǎn)生熱能而使電場(chǎng)信號(hào)迅速衰減，而垂直極化方式則不易產(chǎn)生極化電流，從而避免了能

52、量的大幅衰減，保證了信號(hào)的有效傳播。</p><p>　　因此，在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，一般均采用垂直極化的傳播方式。另外，隨著新技術(shù)的發(fā)展，最近又出現(xiàn)了一種雙極化天線。就其設(shè)計(jì)思路而言，一般分為垂直與水平極化和±45°極化兩種方式，性能上一般后者優(yōu)于前者，因此目前大部分采用的是±45°極化方式。雙極化天線組合了+45°和-45°兩副極化方向相互正交的天線，并

53、同時(shí)工作在收發(fā)雙工模式下，大大節(jié)省了每個(gè)小區(qū)的天線數(shù)量；同時(shí)由于±45°為正交極化，有效保證了分集接收的良好效果。（其極化分集增益約為5do，比單極化天線提高約2dB。）</p><p>　　3、 天線的增益 天線增益是用來(lái)衡量天線朝一個(gè)特定方向收發(fā)信號(hào)的能力，它是衡量天線性能好壞的重要的參數(shù)之一。</p><p>　　一般來(lái)說(shuō)，增益的提高主要依靠減小垂直面向輻

54、射的波瓣寬度，而在水平面上保持全向的輻射性能。天線增益對(duì)移動(dòng)通信系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量極為重要，因?yàn)樗鼪Q定蜂窩邊緣的信號(hào)電平。增加增益就可以在一確定方向上增大網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，或者在確定范圍內(nèi)增大增益余量。任何蜂窩系統(tǒng)都是一個(gè)雙向過(guò)程，增加天線的增益能同時(shí)減少雙向系統(tǒng)增益預(yù)算余量。</p><p>　　4 、天線的波瓣寬度</p><p>　　波瓣寬度是定向天線常用的一個(gè)很重要的參數(shù)，它是指天線的輻

55、射圖中低于峰值3do處所成夾角的寬度（天線的輻射圖是度量天線各個(gè)方向收發(fā)信號(hào)能力的一個(gè)指標(biāo)，通常以圖形方式表示為功率強(qiáng)度與夾角的關(guān)系）。</p><p>　　天線垂直的波瓣寬度一般與該天線所對(duì)應(yīng)方向上的覆蓋半徑有關(guān)。因此，在一定范圍內(nèi)通過(guò)對(duì)天線垂直度（俯仰角）的調(diào)節(jié)，可以達(dá)到改善小區(qū)覆蓋質(zhì)量的目的，這也是我們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中經(jīng)常采用的一種手段。主要涉及兩個(gè)方面水平波瓣寬度和垂直平面波瓣寬度。水平平面的半功率角（H－P

56、lane Half Power beam width）:(45°,60°,90°等)定義了天線水平平面的波束寬度。角度越大,在扇區(qū)交界處的覆蓋越好，但是當(dāng)我們提高天線傾角時(shí)，也越容易發(fā)生波束畸變,形成越區(qū)覆蓋。角度越小，在扇區(qū)交界處覆蓋越差。提高天線傾角可以在移動(dòng)程度上改善扇區(qū)交界處的覆蓋，而且相對(duì)而言，不容易產(chǎn)生對(duì)其他小區(qū)的越區(qū)覆蓋。在市中心基站由于站距小，天線傾角大，應(yīng)當(dāng)采用水平平面的半功率角小的天線，

57、郊區(qū)選用水平平面的半功率角大的天線；垂直平面的半功率角（V－Plane Half Power beam width）:（48°, 33°,15°,8°）定義了天線垂直平面的波束寬度。垂直平面的半功率角越小，偏離主波束方向時(shí)信號(hào)衰減越快，在越容易通過(guò)調(diào)整天線傾角準(zhǔn)確控制覆蓋范圍。</p><p>　　5、 前后比(Front-Back Ratio)表明了天線對(duì)后瓣抑制的好

58、壞。選用前后比低的天線，天線的后瓣有可能產(chǎn)生越區(qū)覆蓋，導(dǎo)致切換關(guān)系混亂，產(chǎn)生掉話。一般在25－30dB之間，應(yīng)優(yōu)先選用前后比為30的天線。</p><p>　　以上說(shuō)的這些天線指標(biāo)參數(shù)，是一些主要衡量天線性能好壞的參數(shù)。由于測(cè)量計(jì)算這些參數(shù)需要一些特定的工具還有一些技巧，我對(duì)這個(gè)自制的天線的技術(shù)指標(biāo)沒(méi)做什么精確的測(cè)量和計(jì)算。</p><p><b>　　3 理論分析</b

59、></p><p>　　3.1 分析天線形狀</p><p>　　天線主要是在無(wú)線傳輸過(guò)程中起到一個(gè)媒介的作用。首先無(wú)線電發(fā)射機(jī)輸出的射頻信號(hào)功率,經(jīng)過(guò)電纜反饋輸送給天線，然后天線以電磁波形式輻射出去，而當(dāng)電磁波到達(dá)接收點(diǎn)之后，最后又由天線接受下來(lái)，但是接收的只能接收到小部分功率，并且通過(guò)電纜反應(yīng)到無(wú)線電機(jī)手機(jī).在整個(gè)環(huán)節(jié)中，天線是無(wú)線通信的重要組成部分。天線的品種繁多，主要分類有

60、：1.按用途分，可以分為通信天線、電視天線、雷達(dá)天線等。2.按工作頻段分，可以分為短波天線、超短波天線、微波天線等。3.按方向分類，可以分為全向天線、定向天線等。4按外形分類，可以分為線狀天線、面狀天線等等。這么多的分類以供不同的頻率，不同用途，不同場(chǎng)合，不同要求等不同的情況下可以做出選擇。</p><p>　　發(fā)射天線的基本功能之一是把從饋線取得的能量向周圍空間輻射出去，基本功能之二是把大部分能量朝所需的方向輻

61、射，垂直放置的半波對(duì)稱振子具有平放的 "面包圈" 形的立體方向圖。</p><p>　　若干個(gè)對(duì)稱振子組陣，能夠控制輻射，產(chǎn)生"扁平的面包圈" ，把信號(hào)進(jìn)一步集中到在水平面方向上。</p><p>　　下圖是4個(gè)半波振子沿垂線上下排列成一個(gè)垂直四元陣時(shí)的立體方向圖和垂直面方向圖（圖3.1.1，圖3.1.2）。</p><p>

62、;　　圖3.1.1（立體方向圖）圖3.1.2（垂直方向圖）</p><p>　　也可以利用反射板可把輻射能控制到單側(cè)方向，平面反射板放在陣列的一邊構(gòu)成扇形區(qū)覆蓋天線。下面的水平面方向圖說(shuō)明了反射面的作用------反射面把功率反射到單側(cè)方向，提高了增益（圖3.1.3圖3.1.4）。</p><p>　　圖3.1.3 （垂直陣列不帶平板反射板）圖3.1.4（垂直陣列帶平板反射

63、板）</p><p>　　拋物反射面的使用，更能使天線的輻射，像光學(xué)中的探照燈那樣，把能量集中到一個(gè)小立體角內(nèi)，從而獲得很高的增益。不言而喻，拋物面天線的構(gòu)成包括兩個(gè)基本要素：拋物反射面和放置在拋物面焦點(diǎn)上的輻射源。</p><p>　　3.2 天線尺寸設(shè)計(jì)</p><p>　　信號(hào)源的形狀、大小、安放的位置都是極為重要的，對(duì)于WIFI無(wú)線信號(hào)源我們也不是隨意放置

64、的。信號(hào)源與天線底部的那一小段距離被叫做偏移距離，一般來(lái)說(shuō)這段距離應(yīng)該是“封閉空間波長(zhǎng)”的1/4。對(duì)于各種頻率信號(hào)來(lái)說(shuō)，偏移的距離也各不一樣。下面的表格就列出了在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中1、6、11頻道的偏移距離。信號(hào)源將直接連接到同軸電纜內(nèi)部的導(dǎo)體，它是信號(hào)擴(kuò)散到空間中的最終的放射源。放射體可以有很多形狀，對(duì)于波導(dǎo)信號(hào)來(lái)說(shuō)不同形狀的放射源也會(huì)產(chǎn)生不同的效能。一般常用的放射源有三種形狀：圓柱體、楔型體、圓錐體。如下圖（圖3.2.1）所示：根據(jù)選

65、用不同形狀的信號(hào)源，設(shè)計(jì)的信號(hào)源尺寸也不太一樣。</p><p>　　圖3.2.1（三種天線形狀）</p><p>　　圓錐型的放射源是最有效率的，但它的制作工藝要求非常嚴(yán)格，因此實(shí)現(xiàn)起來(lái)也是非常困難的，而圓柱體和楔型體制作起來(lái)就比較簡(jiǎn)單了。其中圓柱體的放射體制作起來(lái)是最為簡(jiǎn)單的，你只需要找一根粗一點(diǎn)的銅導(dǎo)線就可以了。但是圓柱體的信號(hào)的適應(yīng)頻率和拓展范圍也是最為狹窄的。如果使用它來(lái)制作波導(dǎo)

66、天線的話，最終的信號(hào)效率將大打折扣。較之圓柱體來(lái)說(shuō)楔型體放射源的制作會(huì)稍微復(fù)雜一些，但是它可以完全與WIFI的信號(hào)頻率相匹配。并且信號(hào)的效率也僅僅比圓錐體略遜一點(diǎn)而已，因?yàn)樾ㄐ腕w與圓錐體最為近似，他們的信號(hào)效率也就大致相當(dāng)。所以呢，在此，我們就選擇楔型體的放射源。</p><p>　　圖3.2.2（楔型體天線尺寸）</p><p>　　雖然楔型體放射源的制作并不復(fù)雜，但是也需要你掌握一定的

67、焊接技術(shù)。要想涵蓋所有的WIFI頻段，楔型體的底部需要有1mm的寬度，即它與N型連接頭焊接的地方，它的頂端寬度要達(dá)到6mm。如上圖（圖3.2.2）所示：</p><p>　　我們來(lái)理論分析一下為什么用裁成這樣的大小。</p><p>　　因?yàn)橐炀€取得好的接收效果，信號(hào)源的水平高度應(yīng)該為波長(zhǎng)的1/5左右。</p><p><b>　　波長(zhǎng)為</b&g

68、t;</p><p><b>　　λ=c/f</b></p><p>　　即300000000/2.437GHz</p><p>　　λ=123mm,五分之一的λ為24.6mm</p><p>　　所以信號(hào)源水平高度我們?cè)O(shè)定為24mm</p><p>　　3.3 罐頭盒大小設(shè)計(jì)</p>

69、;<p>　　此畢業(yè)設(shè)計(jì)作品是罐狀天線，像是一個(gè)胖墩墩的罐頭盒，罐狀天線屬于一種波導(dǎo)天線。這種罐頭盒天線的尺寸小巧,電導(dǎo)率高,可以適應(yīng)各種無(wú)線電頻率信號(hào)，而且它的擺放位置也不是十分嚴(yán)格。這種天線的外形和尺寸都可以自己制定，信號(hào)的覆蓋范圍也非常廣，波導(dǎo)天線的尺寸要與所傳輸信號(hào)的頻率相匹配，因此波導(dǎo)天線需要特殊的尺寸。在當(dāng)今的WIFI無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,我們使用的都是2.4GHZ的波段。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的這個(gè)波段被劃分成14個(gè)頻道，從C

70、hannel 01:2.412 GHz起步，每個(gè)頻道遞增0.005GHz。一般WIFI無(wú)線網(wǎng)卡默認(rèn)的是6頻道，也就是2.437GHz的頻率。我們要以6頻道為準(zhǔn)繩,制造出一架全WIFI頻道的無(wú)線天線。對(duì)于這一波段內(nèi)的天線有著嚴(yán)格的尺寸要求。為了保證WIFI天線能夠更好的工作,我們需要盡可能的精確罐頭盒的尺寸。如下圖（圖3.3.1）所示：</p><p>　　圖3.3.1（罐頭盒尺寸）</p><

71、p>　　我們要知道信號(hào)源的形狀、大小、安放的位置都是極為重要的，我們一定要注意這些規(guī)格參數(shù)。對(duì)于WIFI無(wú)線信號(hào)源我們也不是隨意放置的。信號(hào)源與天線底部的那一小段距離被叫做偏移距離，一般來(lái)說(shuō)這段距離應(yīng)該是“封閉空間波長(zhǎng)”的1/4。準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)是“封閉空間波長(zhǎng)”的7/32。就是對(duì)于各種頻率信號(hào)來(lái)說(shuō),偏移的距離也各不一樣。比如無(wú)線網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中1、6、11頻道中，楔型信號(hào)源的偏移距離也不盡相同。根據(jù)6頻道，2.437GHZ的無(wú)線信號(hào)為基準(zhǔn)，

72、在我們計(jì)算出，在這個(gè)長(zhǎng)度為100mm內(nèi)徑的罐頭盒中,偏移距離為27mm。我們需要在距離罐頭盒底部27mm的地方鉆出一個(gè)孔洞用來(lái)放置信號(hào)源。如果你的罐頭盒內(nèi)徑不是100mm，那么你需要細(xì)心的計(jì)算出你自己的偏移距離。這個(gè)偏移的距離對(duì)最后網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的接收效果尤為重要。</p><p>　　直徑最好為100mm，誤差不要超出10%(90mm-110mm)，長(zhǎng)度約在123mm左右,誤差也不要超出10%，信號(hào)源偏移距離為27m

73、m(大約是波長(zhǎng)的7/32)，計(jì)算波長(zhǎng)的方法為:300/2.437=123mm，信號(hào)源偏移距離為27mm(大約是波長(zhǎng)的7/32)，雖然就這簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的幾步，但這幾步是非常關(guān)鍵的，有了具體的數(shù)據(jù)要求，才能加工出所需的元件。</p><p>　　3.4 導(dǎo)波線路分析</p><p>　　談起導(dǎo)波線路的制作，我們先來(lái)了解一下什么是導(dǎo)波。</p><p>　　波導(dǎo)，不是咱們平

74、時(shí)用的那個(gè)手機(jī)牌子而是一種射頻信號(hào)(RF射頻)的傳輸通路。一般的低頻信號(hào)可以使用銅線作為天線，例如你汽車上的無(wú)線電.而高頻的RF射頻信號(hào)有時(shí)就采用這種波導(dǎo)的方式傳送高能量，高頻率的信號(hào)。在軍事雷達(dá)領(lǐng)域通常就使用的是這種波導(dǎo)傳送的方式。</p><p>　　波導(dǎo)是一種微波信號(hào)的傳輸方式,它類似于一個(gè)同軸電纜。但與同軸電纜不同,波導(dǎo)在傳遞微波頻率的時(shí)候幾乎沒(méi)有信號(hào)的損失。RF射頻信號(hào)的能量一般都大于60千兆赫茲，他們

75、可以快速的穿越波導(dǎo)管道。波導(dǎo)信號(hào)的傳輸需要一些特殊構(gòu)造的金屬來(lái)充當(dāng)天線，他們的外形和尺寸都非常特別。真正的導(dǎo)波線路如下圖（圖3.4.1）：</p><p>　　圖3.4.1（各種導(dǎo)波線路）</p><p>　　波導(dǎo)信號(hào)的發(fā)散形狀非常有趣,它的樣子就像電磁RF射頻能量。這些具備二元性的電磁波的發(fā)散形狀非常穩(wěn)定,并且磁場(chǎng)波及范圍非常廣闊.在同軸線纜內(nèi),信號(hào)是沿著線纜中的導(dǎo)體向外進(jìn)行擴(kuò)散.而在波

76、導(dǎo)中,一部分信號(hào)被天線所阻擋、反射,最后所有的信號(hào)都徑直朝向一個(gè)方向發(fā)散開來(lái),其中的細(xì)節(jié)錯(cuò)綜復(fù)雜。如下圖（圖3.4.2）：</p><p>　　圖3.4.2（罐狀導(dǎo)波信號(hào)發(fā)散）</p><p>　　通常波導(dǎo)天線都是矩形結(jié)構(gòu)的,這些天線的制造和安裝也都非常昂貴。因?yàn)樘炀€是金屬的，他們要求加工工藝非常精確,波導(dǎo)傳輸線的要求也非常嚴(yán)格。構(gòu)建一個(gè)波導(dǎo)線是非常困難的，那需要專用的工業(yè)材料。為什么方便

77、起見，而且我們僅僅需要較短距離的波導(dǎo)傳輸,波導(dǎo)線就可以使用一般的同軸電纜代替。而且民用WIFI的信號(hào)對(duì)于天線的要求就更為寬松,天線也就可以制作的簡(jiǎn)單一些。我們分析的50歐母饋線或75歐姆同軸纜線(同軸纜線距離不能長(zhǎng),一般300mm長(zhǎng)度內(nèi)效果還可以)50歐姆饋線為最佳。所以，我們選用50歐姆饋線。饋線兩端的接口為，SMA公母頭，此線我們用400mm長(zhǎng)左右，SMA公母頭可以請(qǐng)專業(yè)人士幫我們制作。制作出來(lái)如右圖（圖3.4.3）：</p&

78、gt;<p>　　圖3.4.3（制作完成的饋線）</p><p><b>　　4 制作與調(diào)試 </b></p><p>　　4.1 整體實(shí)物制作</p><p>　　先來(lái)看看幾張完成的圖片（圖4.1.1，圖4.1.2，圖4.1.3）。</p><p>　　圖4.1.1（實(shí)物整體）</p>&

79、lt;p>　　圖4.1.2（實(shí)物饋線頭）</p><p>　　圖4.1.3（實(shí)物天線）</p><p>　　我們從一開始就說(shuō)過(guò)，要使這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)制品制作簡(jiǎn)單，制作工具容易尋找。</p><p>　　我們先從罐子入手，具上面理論分析得到罐子合適的尺寸，我們就照這樣的尺寸以去超市尋找合適的罐頭盒，一般很多大桶裝的咖啡和牛奶罐頭都是不錯(cuò)的選擇。罐頭盒周身最好是光滑的

80、圓柱，不要有凹凸不平的波浪紋。如果找不到，可找底面積相同，高度超過(guò)理論值的罐頭，我們可以剪裁成適合高度的罐子。不過(guò)，為了方便起見，盡量使用無(wú)需剪裁，尺寸合適的罐頭。我這里用的是“金裝愛(ài)兒樂(lè)”，凈含量為400g的那種，尺寸完全符合。如下圖（圖4.1.4）所示：</p><p>　　圖4.1.4（大小合適的罐頭盒）</p><p>　　一旦確定了偏移距離,后面的工作就比較簡(jiǎn)單了。我們可以先用筆

81、和尺子在罐頭盒上標(biāo)出鉆孔的位置.需要注意的是，在測(cè)量距離的時(shí)候,不要理會(huì)罐頭盒底部凸出部分的距離,而是要以內(nèi)壁的底部為準(zhǔn)。如下圖（圖4.1.5）所示：</p><p>　　圖4.1.5（測(cè)量罐頭鉆孔距離）</p><p>　　在鉆孔的時(shí)候你要注意,鉆孔的直徑要略大于50歐姆饋線節(jié)點(diǎn)SMA公頭的直徑。這樣以后只要稍微用力,就能將SMA公頭壓入罐中，并且可以旋緊，不需要使用絕緣膠布，非常方便。

82、這里我使用了6mm的SMA公頭，在罐子上的打的是略大于6mm的小洞。打洞時(shí)要注意安全，并且，要豎直與罐底面平行。不要打歪，這點(diǎn)要非常小心。也不要打的太大了，如果太大了，就無(wú)法旋緊SMA公頭了。如果洞太大了，可以用絕緣膠布粘在SMA公頭的螺紋上，在旋緊，或者用螺母從罐內(nèi)與SMA公頭鉚合，旋緊。如下左圖（圖4.1.6）所示：</p><p>　　圖4.1.6（SMA頭與罐頭）圖4.1.7（罐頭打孔）<

83、;/p><p>　　本人是去我校的工程訓(xùn)練中心區(qū)打的孔，打孔要注意的是，打孔是力氣不要太大，以免讓罐體變形，影響天線接收信號(hào)效果（圖4.1.7）。盡量保持罐頭盒邊沿的平滑，打完洞后，罐子的制作基本完成了。最好，保持罐體內(nèi)外清潔，尤其是罐里的粉末，我們要將罐頭盒內(nèi)部都清理干凈。</p><p>　　接下來(lái)，我們來(lái)制作天線中最重要的一部分，天線的信號(hào)源。雖然這個(gè)部分只有10mm*30mm大小，但它

84、對(duì)整個(gè)天線系統(tǒng)的影響是非常重要的。剪裁成大小如下圖（圖4.1.8）所示。</p><p>　　圖4.1.8（契型天線尺寸）</p><p>　　這個(gè)信號(hào)源可以用金屬片來(lái)制作，最好使用銅片。因?yàn)殂~片可以和SMA公頭較好的焊接，其他金屬片則不太好焊接牢固。銅片可以去附近的廢品收購(gòu)站去尋找，要清洗感覺(jué)，保持銅片清潔，如果銅片表面不夠平整的話,可以使用錘子在其表面反復(fù)擊打整平。記住，這個(gè)小銅片對(duì)天

85、線系統(tǒng)影響很大，剪裁、安裝稍有偏差也會(huì)將對(duì)后期完成。制作的天線系統(tǒng)產(chǎn)生非常大的性能影響。所以，大家務(wù)必要對(duì)信號(hào)源的制作抱以認(rèn)真的態(tài)度。</p><p>　　剪裁成合適大小的形狀后，接下來(lái)，我們來(lái)制作導(dǎo)波線，因?yàn)樽稣嬲膶?dǎo)波線是非常復(fù)雜的，也需要專門的工具和材料，這里我們用50歐姆饋線替代。主要制作的是線兩端的SMA公母頭。</p><p>　　先剝5mm左右黑外皮，再剝3mm左右芯線，把小

86、針焊好，然后比著那SMA頭外套，剝掉黑色外皮，然后用大頭針之類的東西把銅編網(wǎng)挑開。效果如下圖（圖4.1.9）所示：</p><p>　　圖4.1.9（剝出的主芯）</p><p>　　在插入SMA頭，看看是否合適，如果不合適，照上面步驟在做一次。如下圖（圖4.1.10）所示：</p><p>　　圖4.1.10（SMA頭嵌入主芯）</p><p&

87、gt;　　把另一頭的黑皮剝掉10mm左右，用老虎鉗把屏蔽銅網(wǎng)和主芯銅線緊緊夾住，然后向另一段捋出黑色外皮，長(zhǎng)度大概和SMA外套上壓紋部分的長(zhǎng)度一樣，不能讓屏蔽銅網(wǎng)和黑色外皮一起動(dòng)，這是這種方法的關(guān)鍵。具體操作圖片為（圖4.1.11，圖4.1.12，圖4.1.13）：</p><p>　　圖4.1.11（捋芯）圖4.1.12（夾芯）圖4.1.13（嵌入）</p><p>　　這時(shí)候

88、看另一段，那個(gè)黑皮基本和主芯大小一樣長(zhǎng)了，用力把SMA外套插到芯線和剝開的銅線之間，一直到外套上的壓紋都被黑皮裹住為止，用刀子仔細(xì)把多余的銅線割掉。最終做成的頭子如下圖（圖4.1.14）所示：</p><p>　　圖4.1.14（一頭制作完成的饋線）</p><p>　　另一個(gè)頭用相同的方法做出來(lái)，注意小手，不好受傷。</p><p>　　也可以去網(wǎng)上直接訂做此頭，

89、畢竟我們是第一次做頭，比不上他們做的老練。而且網(wǎng)上訂做省去你不少麻煩。我就是去網(wǎng)上定做，非常方便。</p><p>　　3、大部分我們已經(jīng)基本搞好，現(xiàn)在這是最后一步,讓我們把所有的配件都組裝在一起吧。首先,使用電烙鐵,將楔型體放射源焊接在SMA公頭上，注意，焊錫要均勻平整,不能因中間連接了焊錫而改變楔型體的長(zhǎng)度。如果你是用金屬片可能就不太好焊接，可以用力插入，在用紙巾塞緊，我就這樣的做的，再在上面鍍上焊錫。<

90、;/p><p>　　如右圖（圖4.1.15）所示：</p><p>　　圖4.1.15（契型天線片）</p><p>　　接下來(lái)我們還把這個(gè)插入罐子內(nèi)，注意，不要碰壞，碰歪天線。楔型體放射源的表面要與罐頭盒底部相平行，否則你的信號(hào)強(qiáng)度也會(huì)大打折扣完成后。全部弄完后，一個(gè)簡(jiǎn)單，但性能優(yōu)越的天線完成。</p><p>　　在整個(gè)制作中一定要力求精細(xì)，

91、每個(gè)規(guī)格參數(shù)都要力求精準(zhǔn)，這樣天線才能發(fā)揮出最大功效。</p><p>　　4.2 WIFI天線調(diào)試</p><p>　　天線做好了，為了使天線發(fā)揮出最佳功效，我們還需要稍微調(diào)試下天線。調(diào)試的步驟也很簡(jiǎn)單：</p><p>　　1、保證，饋線和罐子接口是緊密的，不能有松動(dòng)。</p><p>　　2、保證，信楔型體放射源的表面要與罐頭盒底部相

92、平行，不太容易偏離位置，這要第一步保證后，才能實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　3、保證，信楔型體放射源在罐子內(nèi)的高度要符合標(biāo)準(zhǔn)，不能太高或太低。</p><p>　　4、保證，罐子的開口方向盡量朝著信號(hào)來(lái)源方向，罐狀天線是導(dǎo)波天線，這樣會(huì)使這種天線更好的接收信號(hào)。</p><p><b>　　5 性能測(cè)試與對(duì)比</b></p><

93、;p>　　5.1 系統(tǒng)自帶天線與WIFI天線性能對(duì)比</p><p>　　制作完成后，現(xiàn)在我們來(lái)測(cè)試一下這個(gè)自制的WIFI天線性能如何，觀察天線接收信號(hào)數(shù)量和強(qiáng)度。 </p><p>　　在這里我們分別測(cè)試用自制的天線，系統(tǒng)自帶的天線與不帶天線的無(wú)線網(wǎng)卡工作情況，看看無(wú)線網(wǎng)卡收到的信號(hào)情況。這里的環(huán)境是學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)中心辦公室中，因?yàn)檫@里的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)較多，比較容易出效果，以下是三種情況的

94、比較圖，我們先來(lái)粗略的比較一下（圖5.1.1，圖5.1.2，圖5.1.3，圖5.1.4，圖5.1.5，圖5.1.6）：</p><p>　　圖5.1.1（無(wú)天線網(wǎng)卡）圖5.1.2（信號(hào)圖）</p><p>　　不帶天線的無(wú)線網(wǎng)卡收到了一個(gè)信號(hào)</p><p>　　圖5.1.3（系統(tǒng)天線網(wǎng)卡）圖5.1.4（信號(hào)圖）</p><p>

95、;　　用了系統(tǒng)自帶的天線收到了3個(gè)信號(hào)</p><p>　　圖5.1.5（罐頭天線網(wǎng)卡）圖5.1.6（信號(hào)圖）</p><p>　　用了自制的WIFI天線收到了較多的無(wú)線信號(hào)</p><p>　　我們粗略的比較了一下，很明顯的看出用我們制作的天線的接收到無(wú)線信號(hào)數(shù)量個(gè)數(shù)大于系統(tǒng)自帶天線的數(shù)量個(gè)數(shù)，而且，我們認(rèn)真的比較了一下。在此，我們注意China Ne

96、t這個(gè)信號(hào)強(qiáng)度。不帶天線的網(wǎng)卡接收到的信號(hào)強(qiáng)度為2格，用系統(tǒng)自帶天線接收到的信號(hào)強(qiáng)度為4格，而用我們自制的天線接收到的信號(hào)強(qiáng)度為滿格！由此可以看出自制的天線性能遠(yuǎn)大于系統(tǒng)自帶的天線。接下我們用專業(yè)的軟件來(lái)測(cè)試下，自制的WIFI天線的接收信號(hào)強(qiáng)度比系統(tǒng)自帶的天線到底強(qiáng)多少，這里是用Wireless Mon這款軟件。</p><p>　　現(xiàn)在插上系統(tǒng)自帶的天線，用Wireless Mon測(cè)試一下接收FAST網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)

97、強(qiáng)度（圖5.1.7）：</p><p>　　圖5.1.7（Wireless Mon測(cè)試信號(hào)接收數(shù)量）</p><p>　　為了更好的研究，我們放大仔細(xì)觀察（圖4.2.8）：</p><p>　　圖5.1.8（系統(tǒng)自帶天線的FAST信號(hào)強(qiáng)度）</p><p>　　觀察（圖5.1.8）可得，信號(hào)強(qiáng)度約為30（100為滿）。</p>

98、<p>　　圖5.1.9（Wireless Mon測(cè)試信號(hào)接收數(shù)量）</p><p>　　換上自制的WIFI天線來(lái)繼續(xù)觀察一下這個(gè)信號(hào)強(qiáng)度。由于，此WIFI天線是導(dǎo)波天線，對(duì)方向性有比較敏感的要求，我們連上后，轉(zhuǎn)動(dòng)這個(gè)天線，使其最好的接收到所需的信號(hào)來(lái)源方向，更好的讓天線發(fā)揮出功效。如上圖（圖5.1.9）所示：</p><p>　　為了更好的研究，我們放大仔細(xì)觀察（圖5.1.10

99、）： </p><p>　　圖5.1.10（自制天線的FAST信號(hào)強(qiáng)度）</p><p>　　信號(hào)強(qiáng)度大約為65（100滿），比系統(tǒng)自帶的天線多了35，對(duì)比效果明顯。</p><p>　　對(duì)比后，我們繼續(xù)觀察連接信號(hào)的穩(wěn)定行與持久性，差不多連上以后信號(hào)強(qiáng)度一直維持在60%左右，如下圖（圖5.1.11）所示：</p><p>　　圖5.1.11

100、（信號(hào)連接穩(wěn)定行與持久性）</p><p>　　下圖（圖5.1.12）表明各個(gè)信號(hào)分布在各頻道中，接收到1,4,6,7,11,13的頻段信號(hào)，由于信號(hào)數(shù)目個(gè)數(shù)有限，如這里有其他頻段的信號(hào)，也是能接收到的。</p><p>　　圖5.1.12（接收到信號(hào)所示波段）</p><p><b>　　6 制作心得</b></p><p

101、>　　1、該天線的確適合初學(xué)者業(yè)余制作，大家不要被未嘗試過(guò)的制作而難倒，要相信自己相信科學(xué)。本人也是新手，之前也沒(méi)抱多少希望制作天線的，當(dāng)果斷邁出第一步之后，你會(huì)嘗試到實(shí)踐帶來(lái)的無(wú)窮樂(lè)趣和知識(shí)！</p><p>　　2、制作天線時(shí)的尺寸和用料是成功的關(guān)鍵，一定要把握好尺寸的精確度，最好制作時(shí)反復(fù)測(cè)量，力求尺寸準(zhǔn)確，在這次制作中我每次剪裁時(shí)都是反復(fù)度量尺寸，精確度起碼是mm級(jí)。材料也要選質(zhì)量過(guò)關(guān)的，選用無(wú)需手

102、工加工的形狀合適的罐子盒，盡量使用高質(zhì)量的饋線和銅片，如果找不到銅片也可用易拉罐的合金片來(lái)代替。</p><p>　　3、制作過(guò)程中盡量多與身旁的同學(xué)好友們和老師們交流心得，聽取各方意見，吸取經(jīng)驗(yàn)，邊做邊學(xué)，這樣會(huì)少走很多彎路，而且做出來(lái)的天線效果也會(huì)較好。</p><p>　　4、對(duì)這個(gè)WIFI天線性能影響最大的是該系統(tǒng)的信號(hào)源的形狀、大小、安放的位置，這些一定要準(zhǔn)確，這對(duì)該天線性能都是

103、極為重要的。</p><p>　　5、用同樣的元件做出的產(chǎn)品也有好有壞，是什么影響了產(chǎn)品的性能呢？制作者的態(tài)度，所以，大家做這個(gè)天線時(shí)，態(tài)度要好，要有耐心，細(xì)心，不急不躁，方能做好這個(gè)天線。</p><p>　　6、由于本人在網(wǎng)絡(luò)中心，自然無(wú)線信號(hào)較多，走廊上一大堆，開個(gè)門就有N多無(wú)線信號(hào)溢進(jìn)來(lái)，這一點(diǎn)再次驗(yàn)證了“好機(jī)不如好天線，好天線不如好傳播！”這個(gè)經(jīng)驗(yàn)。</p><

104、;p>　　7、實(shí)踐出真知，制作天線的過(guò)程中逐漸了解各種的天線的知識(shí)，原來(lái)天線分有很多種類，有一些天線體積十分巨大，功率超強(qiáng)，又有一些天線體積十分小巧，使其工作在不同波段，為設(shè)備所服務(wù)。</p><p><b>　　7 結(jié)論</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)方案達(dá)到了任務(wù)書的要求，實(shí)現(xiàn)了WIFI天線可以接收到WIFI信號(hào)的并可以讓無(wú)線設(shè)備正常聯(lián)網(wǎng)功能。</

105、p><p>　　本設(shè)計(jì)制作簡(jiǎn)單，功效出眾，可以讓很多無(wú)線愛(ài)好者學(xué)習(xí)制作。制作時(shí)，多與身旁的老師同學(xué)好友們交流心得，聽取各方意見，制作天線時(shí)的尺寸和用料是成功的關(guān)鍵，要把握好尺寸的精確度，材料要選質(zhì)量過(guò)關(guān)的，這點(diǎn)真的是非常的重要。要有認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，不恥下問(wèn)的精神。</p><p>　　由于時(shí)間、水平和經(jīng)驗(yàn)有限，在無(wú)線信號(hào)的接收強(qiáng)度方面仍有不足之處，有改進(jìn)的余地，比如更高精度的剪裁，取質(zhì)量更好的

106、信號(hào)材料。由于時(shí)間和設(shè)備的原因，只進(jìn)行了固定點(diǎn)距離的調(diào)試，沒(méi)有采用移動(dòng)式的調(diào)試，有待進(jìn)一步提高。</p><p>　　這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)于我來(lái)說(shuō)，既是一次機(jī)遇，又是一次挑戰(zhàn)。通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多東西，通過(guò)自己的實(shí)踐，增強(qiáng)了動(dòng)手能力。通過(guò)實(shí)際工程的設(shè)計(jì)也使我了解到書本知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用的差別。在實(shí)際應(yīng)用中遇到很多的問(wèn)題，這都需要我對(duì)問(wèn)題進(jìn)行具體的分析，并一步一步地去解決它。</p><p&g

107、t;<b>　　致謝</b></p><p>　　在這幾個(gè)月的時(shí)間里，從對(duì)課題的理解，方案的設(shè)計(jì)，到實(shí)物的制作，再到論文的寫作，中間有著自己的努力，更有著老師和同學(xué)的關(guān)心和巨大的幫助。</p><p>　　感謝XX老師在很忙的情況下，為我講解課題的要點(diǎn)，引領(lǐng)設(shè)計(jì)的思路。他對(duì)學(xué)生認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度讓我由衷地敬佩。</p><p>　　感謝工程訓(xùn)練中心