Как работает Wi-Fi антенна?

1. Это дипольная или несимметричная антенна? Я вижу только один проводник, поэтому я бы сказал, что это монополь. Но где земляной самолет? Насколько я понимаю, несимметричной антенне нужен второй металлический предмет, чтобы излучать.

Первое изображение, которое вы прикрепили, — это несимметричная антенна в виде резиновой уточки. Открытый провод передачи (линия), когда он возбуждается / управляется источником переменного напряжения, действует как радиатор, но просто неэффективно. Когда вы сгибаете два провода с открытым концом до определенной длины, он работает лучше. Колебательные напряжения и токи создают колебательные электрические и магнитные поля. Когда эффективная длина изгиба составляет половину длины волны, он работает еще лучше, и на краях возникает максимальная разность потенциалов. Максимальный ток в центре.

Возвращаясь к антенне Wi-Fi: рассмотрим четвертьволновую несимметричную антенну. Один из открытых концов заземлен, а другой конец имеет длину в четверть длины волны. Возбуждение то же, источник переменного напряжения. Но в этой структуре максимальная разность потенциалов на краях вдвое меньше, чем в случае полуволнового «диполя». Следовательно, недостаточно сильное Е-поле, как в диполе, но достаточно.

Первое изображение представляет собой несимметричную антенну, а ее диаграмма направленности показана на следующем рисунке. Он имеет всенаправленную диаграмму направленности, напоминающую фигуру числа «бесконечность или гантель». Антенны мобильного телефона Wi-Fi представляют собой низкопрофильные патч-антенны, встроенные в подложку и питаемые изнутри.

2. Я не вижу даже металлического проводника, а только пластиковый монополь. Итак, я думаю, что внутренняя часть представляет собой проводящий монополь. А зачем там такой пластиковый внешний экран?

Да. Внешнее экранирование может быть для защиты от повреждений. Это можно рассматривать как эквивалент «обтекателя» с параболическими отражающими конструкциями.

Я не согласен с другими ответами, которые описывают это как несимметричную антенну. Я считаю, что на самом деле это коаксиальная дипольная антенна, впервые описанная в патенте Bell Labs 1939 года . Ради интереса я вставил сюда одну из иллюстраций из этого патента.

Как я прихожу к такому выводу? Во-первых, это намного больше, чем 1/4 длины волны на частотах Wi-Fi (2,4 ГГц = длина волны 12 см). Во-вторых, секция основания большего диаметра и наконечник меньшего диаметра не нужны для простого монопольного штыря.

Преимущество коаксиального диполя в том, что он не требует заземления. Цель более толстой базовой секции - сформировать четвертьволновый «дроссель», который изолирует нижний конец диполя от коаксиального фидера.

Антенна этого типа технически «независима от земли», что означает, что плоскость заземления не важна для ее работы. На диаграмму направленности по-прежнему будет влиять расположенное рядом шасси маршрутизатора, но не так сильно, как если бы это был четвертьволновый монополь.

Это дипольная или несимметричная антенна? Я вижу только один проводник, поэтому я бы сказал, что это монополь. Но где земляной самолет? Насколько я понимаю, несимметричной антенне нужен второй металлический предмет, чтобы излучать.

Это монополь, и корпус маршрутизатора будет выступать в качестве заземляющего слоя; печатная плата внутри маршрутизатора будет иметь заземляющую плоскость, и у нее будет достаточно емкости для «настоящей истинной» земли, что на частоте 2,5 ГГц выглядит как довольно хорошее соединение. Кроме того, провода, идущие к маршрутизатору, будут иметь емкость относительно земли и т. д.

Если маршрутизатор имеет емкостную связь 10 пФ с землей, то на частоте 2,5 ГГц реактивное сопротивление равно 6,4 Ом.

Я не вижу даже металлического проводника, а только пластиковый монополь. Итак, я думаю, что внутренняя часть представляет собой проводящий монополь. А зачем там такой пластиковый внешний экран?

Внутренняя часть будет проводом, а пластиковая внешняя часть поддерживает этот «тонкий» провод и защищает его. У пластика также есть диэлектрические свойства, которые означают, что он будет немного отклоняться от теоретической длины монополя, но это будет учитываться в общей длине конструкции.