毕业论文WIFI天线设计.docx
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毕业论文WIFI天线设计
毕业论文-WIFI天线设计
齐齐哈尔大学
无线通信（论文）
题目WIFI天线设计
专业班级通信工程084班
学生姓名李敏代兴利陈树家
学号200813211120081321172008132003
指导教师赵岩
2011年12月20日
I
齐齐哈尔大学无线通信
摘要
在无线网络迅速发展的今天，天线的地位及其应用被人们日益重视。
本文系统的介绍WIFI天线制作方法，理论分析依据，及其制作过程中的技术要求。
本文具体内容包涵WIFI知识，WIFI是种短程无线传输技术。
具体理论分析计算制作WIFI天线形状、尺寸大小及其选用材料，具体制作WIFI天线的过程。
及其测试WIFI天线性能，对比系统自带天线。
包涵制作心得及其制作技巧，此天线原理简单，制作成功率高，是各位无线网络DIY爱好者初级制作首选。
关键词:
WIFI天线;无线网络;WIFI天线制作
I
齐齐哈尔大学无线通信
ABSTRACT
Intoday'srapiddevelopmentofwirelessnetworks,antennaanditsapplicationsisincreasingattentiononthestatusof.MethodformakingthissystemtointroduceWIFIantenna,theoreticalanalysisbasedon,andintheprocessofmakingtechnologyrequirements.
KnowledgeofspecificcontentinthisarticleincludeWIFI,WIFIiskindofshortrangewirelesstransmissiontechnology.AnalysisandcalculationofspecifictheoriesmakeWIFIantennaselectionofshapes,sizesandmaterials,theconcreteprocessofmakingWIFIantenna.AndtestingWIFIantennaperformance,contrastwithantennasystem.Excusemakingexperienceandproductionskills,thisantennasimpleinprinciple,makeahighlysuccessful,areyouDIYenthusiastsprimaryproductionpreferredwirelessnetwork.
Keywords:
WIFIantenna;wirelesssignal;WIFIantennamanufacture
II
齐齐哈尔大学无线通信
摘要...........................................................................................................................I
ABSTRACT.................................................................................................................II目录........................................................................................................................III第1章引言..............................................................................................................1第2章概述................................................................................................................2
2.1WIFI相关简述...........................................................................................2
2.2WIFI组建方法...........................................................................................4
2.3WIFI目前的应用.......................................................................................5
2.4WIFI天线制作与测试材料及工具............................................................6
2.5本设计方案思路..........................................................................................6
2.6主要技术指标............................................................................................7第3章理论分析.......................................................................................................9
3.1分析天线形状.............................................................................................9
3.2天线尺寸设计...........................................................................................103.3罐头盒大小设计................................................................................................113.4导波线路分析....................................................................................................13第4章制作与调试...................................................................................................15
4.1整体实物制作...........................................................................................15
4.2WIFI天线调试.........................................................................................21
第5章性能测试与对比..........................................................................................22
5.1系统自带天线与WIFI天线性能对比.....................................................22
第6章制作心得........................................................................................................26第7章结论..............................................................................................................27
III
齐齐哈尔大学无线通信
第1章引言
WIFI全称WirelessFidelity，又称802.11b标准，是IEEE定义的一个无线网络通信的工业标准（IEEE802.11）。
802.11b定义了使用直接序列扩频调制技术在2.4GHz频带实现11Mbit/s速率的无线传输，在信号较弱或有干扰的情况下，宽带可调整为5.5Mbps、2Mbps和1Mbps。
随着网络和通信技术的飞速发展，用户对无线通信的需求日渐突出，也出现了许多的无线通信协议。
WIFI以其独特的优势越来越受到业界的关注，并显示出极大的应用前景。
WIFI是由AP（AccessPoint，无线访问节点）和无线网卡组成的无线网络，AP是当作传统的有线局域网络与无线局域网络之间的桥梁，其工作原理相当于一个内置无线发射器的HUB或者是路由;无线网卡则是负责接收由AP所发射信号的CLIENT端设备。
因此一个装有无线网卡的PC均可透过AP分享有线局域网络甚至广域网络的资源。
近年来，无线通信发展迅速，作为系统发射和接收电磁波的重要前段器件——天线，其性能对整个系统的通信质量至关重要。
天线的小型化、多频带和多天线等技术成为研究的热点;与此同时，准确测了小天线也面临着很大的困难。
在国内，无线AP的数量呈迅猛的增长，无线网络的方便与高效使其能够得到迅速的普及。
除了在目前的一些公共地方有AP之外，国外已经有先例以无线标准来建设城域网，因此，WIFI的无线地位将会日益牢固。
WIFI天线在未来需求量巨大，便宜高质量WIFI天线将会是无线网络用户喜爱的产品。
制作简单，成功率高，性能优越的WIFI天线也将会受到无线网络用户的青睐。
而且现在就有单独贩卖的WIFI天线，如果我们自己就可以利用身边的材料做出一个跟市场上性能不相上下或者性能更在市场天线之上的WIFI天线，简简单单，那有多好。
自己制作的东西，有实用价值，还可以废物利用，真是一举两得。
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第2章概述
2.1WIFI相关简述
图2.1.1（WIFI标志图）
所谓WIFI，其实就是IEEE802.11b的别称，是由一个名为“无线以太网相容联盟”（WirelessEthernetCompatibilityAlliance,WECA）的组织所发布的业界术语，中文译为“无线相容认证”。
它的标志图如图2.1.1所示。
它是一种短程无线传输技术，能够在数百米范围内支持互联网接入的无线电信号。
随着技术的发展，以及IEEE802.11a及IEEE802.11g等标准的出现，现在IEEE802.11这个标准已被统称作WIFI。
从应用层面来说，要使用WIFI，用户首先要有WIFI兼容的用户端装置。
WIFI是一种帮助用户访问电子邮件、Web和流式媒体的赋能技术。
它为用户提供了无线的宽带互联网访问。
同时，它也是在家里、办公室或在旅途中上网的快速、便捷的途径。
能够访问WIFI网络的地方被称为热点。
WIFI或802.11b在2.4Ghz频段工作，所支持的速度最高达11Mbps。
另外还有两种802.11空间的协议，包括（a）和（g）。
它们也是公开使用的，但802.11b在世界上最为常用。
WIFI热点是通过在互联网连接上安装访问点来创建的。
这个访问点将无线信号通过短程进行传输-一般覆盖300英尺。
当一台支持WIFI的设备（例如PocketPC）遇到一个热点时，这个设备可以用无线方式连接到那个网络。
大部分热点都位于供大众访问的地方，例如机场、咖啡店、旅馆、书店以及校园等等。
许多家庭和办公室也拥有WIFI网络。
虽然有些热点是免费的，但是大部分稳定的公共WIFI网络是由私人互联网服务提供商（ISP）提供的，因此会在用户连接到互联网时收取一定费用。
全称WirelessFidelity。
802.11b有时也被错误地标为WIFI，实际上WIFI是无线局域网联盟（WLANA）的一个商标，该商标仅保障使用该商标的商品互相之间可以合作，与标准本身实际上没有关系。
但是后来人们逐渐习惯用WIFI来称呼802.11b协议。
它的最大优点就是传输速度较高，可以达到11Mbps，另外它的有效距离也很长，同时也与已有的各种802.11DSSS设备兼容。
笔记本电脑技术——迅驰技术就是基于该标准的。
IEEE（,美国,电子和电气工程师协会）802.11b无线网络规范是IEEE802.11
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网络规范的扩展，最高带宽为11Mbps，在信号较弱或有干扰的情况下，带宽可调整为5.5Mbps、2Mbps和1Mbps，带宽的自动调整，有效地保障了网络的稳定性和可靠性。
其主要特性为:
速度快，可靠性高，在开放性区域，通讯距离可达305米，在封闭性区域，通讯距离为76米到122米，方便与现有的有线以太网络整合，组网的成本更低。
WIFI（WirelessFidelity，无线相容性认证）的正式名称是“IEEE802.11b”，与蓝牙技术一样，同属于在办公室和家庭中使用的短距离无线技术。
虽然在数据安全性方面，该技术比蓝牙技术要差一些，但是在电波的覆盖范围方面则要略胜一筹。
Wife的覆盖范围则可达300英尺左右（约合90米），办公室自不用说，就是在小一点的整栋大楼中也可使用。
因此，WIFI一直是企业实现自己无线局域网所青睐的技术。
还有一个原因，就是与代价昂贵的3G企业网络相比，WIFI似乎更胜一筹。
关于WIFI的热点都诞生在2002年，在美国，WIFI就像早期的因特网一样，呈现出星火燎原之势。
在2003年它注定要在世界范围内有着美好的前景。
正确读音[wai][fai]
WIFI突出优势
其一，无线电波的覆盖范围广，基于蓝牙技术的电波覆盖范围非常小，半径大约只有50英尺左右约合15米，而WIFI的半径则可达300英尺左右约合100米，办公室自不用说，就是在整栋大楼中也可使用。
其二，虽然由WIFI技术传输的无线通信质量不是很好，数据安全性能比蓝牙技术差一些，传输质量也有待改进，但传输速度非常快，可以达到54mbps，符合个人和社会信息化的需求。
其三，厂商进入该领域的门槛比较低。
厂商只要在机场、车站、咖啡店、图书馆等人员较密集的地方设置“热点”，并通过高速线路将因特网接入上述场所。
这样，由于“热点”所发射出的电波可以达到距接入点半径数十米至100米的地方，用户只要将支持无线LAN的笔记本电脑或PDA拿到该区域内，即可高速接入因特网。
也就是说，厂商不用耗费资金来进行网络布线接入，从而节省了大量的成本。
根据无线网卡使用的标准不同，WIFI的速度也有所不同。
其中IEEE802.11b最高为11Mbps（部分厂商在设备配套的情况下可以达到22Mbps），IEEE802.11a为54Mbps、IEEE802.11g也是54Mbps。
WIFI是由AP（AccessPoint）和无线网卡组成的无线网络。
AP一般称为网络桥接器或接入点，它是当作传统的有线局域网络与无线局域网络之间的桥梁，因此任何一台装有无线网卡的PC均可透过AP去分享有线局域网络甚至广域网络的资源，其工作原理相当于一个内置无线发射器的HUB或者是路由，而无线网卡则是负责接收由AP所发射信号的CLIENT端设备。
而wirelessb/g表示网卡的型号，按照其速度与技术的新旧可分为802.11a、
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802.11b、802.11g。
讲起无线网，大家都有一种似是而非的感觉，无线是否简单地两台计算机互联,No～这已经是上个世纪的无线概念，新一代的无线网络，将以无须布线和使用相对自由，建立起人们对无线局域网的全新感受。
需求决定了市场的发展，很少见到哪种IT技术或是产品能够像它这样有如此迅猛的增长势头，不受任何约束随时随地访问互联网不再是梦想，其中，WIFI发挥了至关重要的作用。
WIFI代表了“无线保真”，指具有完全兼容性的802.11标准IEEE802.11b子集，它使用开放的2.4GHz直接序列扩频，最大数据传输速率为11Mbps，也可根据信号强弱把传输率调整为5.5Mbps、2Mbps和1Mbps带宽。
无需直线传播传输范围为室外最大300米，室内有障碍的情况下最大100米，是现在使用的最多的传输协议。
它与有线网络相较之下，有许多优点:
它与有线网络相较之下，有许多优点:
无须布线
WIFI最主要的优势在于不需要布线，可以不受布线条件的限制，因此非常适合移动办公用户的需要，具有广阔市场前景。
目前它已经从传统的医疗保健、库存控制和管理服务等特殊行业向更多行业拓展开去，甚至开始进入家庭以及教育机构等领域。
健康安全
IEEE802.11规定的发射功率不可超过100毫瓦，实际发射功率约60~70毫瓦，这是一个什么样的概念呢,手机的发射功率约200毫瓦至1瓦间，手持式对讲机高达5瓦，而且无线网络使用方式并非像手机直接接触人体，是绝对安全的。
2.2WIFI组建方法
一般架设无线网络的基本配备就是无线网卡及一台AP，如此便能以无线的模式，配合既有的有线架构分享网络资源，架设费用和复杂程度远远低于传统的有线网络。
如果只是几台电脑的对等网，也可不要AP，只需要每台电脑配备无线网卡。
AP为AccessPoint简称，一般翻译为“无线访问节点”，或“桥接器”。
它主要在媒体存取控制层MAC中扮演无线工作站及有线局域网络的桥梁。
有了AP，就像一般有线网络的Hub一般，无线工作站可以快速且轻易地与网络相连。
特别是对于宽带的使用，WIFI更显优势，有线宽带网络（ADSL、小区LAN等）到户后，连接到一个AP，然后在电脑中安装一块无线网卡即可。
普通的家庭有一个AP已经足够，甚至用户的邻里得到授权后，则无需增加端口，也能以共享的方式上网。
长距离工作，别看无线WIFI的工作距离不大，在网络建设完备的情况下，802.11b的真实工作距离可以达到100米以上，而且解决了高速移动时数据的纠错问题、误码问题，WIFI设备与设备、设备与基站之间的切换和安全认证都得到了很好的解决。
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但随着无线产业从802.11g到下一代802.11n标准的演变，越来越多的产品开始采用功能强大的802.11n技术，因为它能提供更快更可靠的无线连接。
802.11n平台的速度比802.11g快7倍，比以太网快3倍。
另外，它具有更大的覆盖范围，可以在整个家庭内提供健壮的连接，即使是各个角落也游刃有余。
由于它具有很大的带宽，因此802.11n是首个能够同时承载高清视频、音频和数据流的无线多媒体分发技术。
而且802.11n产品还提供并发双频操作，因此能为宽带多媒体应用提供更多的信道容量。
如今许多消费者拥有数字电影、电视片、音乐和照片库，他们非常希望能够从家庭中的任何地方通过无线设备访问这些媒体内容。
802.11n不仅支持多个并发用户和设备，而且它的超强功能可保证服务质量，确保家庭中所有设备提供更佳用户体验，同时提供智能的内容管理和发布。
802.11n标准的版本还是草案2.0版，正式版的批准有望在2009完成。
802.11n规范的草案2.0版已经非常完善，今后对草案应该不会有大的修改。
对支持802.11n较早草案的802.11n设备而言，这些设备可以通过固件实现升级。
为了促进802.11n的普及，WIFI认证非常关键。
因此，市场向802.11n转变的趋势越来越明显，并且更具性价比。
802.11n生态系统也在迅速发展，有越来越多的制造商在HDTV、机顶盒和媒体适配器中增加802.11n技术。
该趋势将推动整个家庭的视频发布无线覆盖成为新的杀手应用。
据ABIResearch公司预测，2008年802.11n产品将占全部WIFI交货量的近一半。
2.3WIFI目前的应用
由于WIFI的频段在世界范围内是无需任何电信运营执照的免费频段，因此WLAN无线设备提供了一个世界范围内可以使用的，费用极其低廉且数据带宽极高的无线空中接口。
用户可以在WIFI覆盖区域内快速浏览网页，随时随地接听拨打电话。
而其它一些基于WLAN的宽带数据应用，如流媒体、网络游戏等功能更是值得用户期待。
有了WIFI功能我们打长途电话（包括国际长途），浏览网页、收发电子邮件、音乐下载、数码照片传递等，再无需担心速度慢和花费高的问题。
WIFI在掌上设备上应用越来越广泛，而智能手机就是其中一份子。
与早前应用于手机上的蓝牙技术不同，WIFI具有更大的覆盖范围和更高的传输速率，因此WIFI手机成为了目前移动通信业界的时尚潮流。
现在WIFI的覆盖范围在国内越来越广泛了，高级宾馆，豪华住宅区，飞机场以及咖啡厅之类的区域都有WIFI接口。
当我们去旅游，办公时，就可以在这些场所使用我们的掌上设备尽情网上冲浪了。
WLAN是WirelessLocalAreaNetwork（无线局域网）的缩写，它是一种基于802.11n/b/g/a标准，利用WIFI无线通信技术将PC等设备连接起来，构成可以互
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相通信、实现资源共享的网络。
近两年，市场上支持UMA（UnlicensedMo-bileAccess非授权移动接入）等技术，具备WLAN连接功能的智能手机越来越多。
它们除了可以借助GSM/CDMA移动通信网络通话外，还能在WIFI无线局域网覆盖的区域内，共享PC上网或Void通话。
下面，我们就以采用WindowsMobile操作系统的WIFI手机为例，为大家介绍手机如何通过WLAN上网。
拥有WIFI功能的手机一览:
诺基亚N80、索爱W960、三星SGH-T709、摩托罗拉A910等。
为了能用手机躺在床上上网，开通GPRS。
无奈GPRS上网不但速度难以让人满意，资费也不便宜。
总不能为了懒而去买台笔记本电脑吧,当然不用。
其实，只需一台无线路由器，我们就能让手机和PC共享宽带上网。
目前通过无线路由器或无线AP上网，已经成为很多上网用户的选择。
通过无线路由器、LAN或WLAN，PC可以轻松的利用ADSL、Cable、FTTX等宽带接入Internet。
WIFI手机通过无线路由器共享上网也非常方便，多数WIFI手机不需要做任何设置，在无线路由器的信号覆盖范围内，WIFI手机和无线路由器的默认设置下，WIFI手机就能自动获取IP地址进行无线连接，并利用手机自带的IE、MSN等软件无线上网。
当然，如果在WIFI手机和无线路由器都正常开启的情况下，WIFI手机无法通过无线路由器共享上网，我们就需要检查一下设
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