【RFsister线上课堂】天线设计入门系列 第三节—天线参数.pdf

深圳市宝安区洪浪北二路凌云大厦10楼 www.RF 【RFsister线上课堂】天线设计入门系列三——天线参数 上一节，了解了什么是天线及它的工作原理，但我们用什么来衡量一副天线的好坏？ 一副好的天线需要解决三个方面的问题：匹配、方向性和极化方向。 匹配就是电路参数，而方向性和极化方向就是辐射参数 从上面的分析可以看到，天线的参数分为两部分： 1.电路参数，天线高效率辐射的保证，天线应用的必要条件 2.辐射参数，天线应用的本质，天线应用的充分条件 由于这次主要针对电小天线的介绍，而电小天线因为受环境的影响较大，很多参数都不被 重点考虑。 下面介绍几个主要的参数 电路参数： 一、驻波比 （Voltage Standing Wave Ratio）：全称电压驻波比，又名VSWR和SWR 概念： 天线输入端处，驻波波腹电压幅度最大值/驻波波节电压幅度最小值。 注： 1.驻波的形成：入射波的一部分能量反射回来形成反射波，入射波和反射波合成， 形成驻波 2.它是一个数值，用来表示天线和传输线是否匹配。 3. 取值范围：1~∞。VSWR越大，反射越大，匹配越差； 理想比例为 1:1 （即 输入阻抗等于传输线的特性阻抗,但几乎不可能达到，电小天线一般要求S3） 输入阻抗 S WR 输出阻抗 如果 SWR 1，则表示发射传输给天线的电波没有任何反射，全部发射出去，这是最 理想的情况； 如果SWR1， 则表示有一部分电波被反射回来，最终变成热量，使得馈线升温。被 反射的电波在发射台输出口也可产生相当高的电压，有可能损坏发射台。 4.驻波比是由天馈系统的阻抗决定的 【小课堂： 天馈系统包括：天线、馈线、无源和有源器件 （如转换头、耦合器、电桥、功率放大器） 越小的驻波比意味着越精密的设计和加工工艺，也就是更高的成本。一个适当的驻波比 要在损失能量与制造成本间折中权衡，由于阻抗的不匹配噪声效率小于 1。】 二、回波损耗 （Return Loss）：又称为反射损耗。 概念：传输线端口的反射波功率/入射波功率。 注： 深圳市宝安区洪浪北二路凌云大厦10楼 www.RF 1、以对数形式来表示，单位是dB，一般是负值 ，其绝对值可以称为反射损耗 2、0：全反射 （开路或短路），无穷为无反射 （全吸收） 3、电压驻波比与回波损耗两者的关系 RL 110 20 VS WR RL 110 20 RL 20log10[(VS WR 1)/(VS WR 1)] 【小知识： S 参数: S12 为反向传输系数，即隔离度 S21 为正向传输系数，即增益 S11 为输入反射系数，即输入回波损耗 S22 为输出反射系数，即输出回波损耗。 】 三、隔离度：指一个端口的输入功率耦合到另一个端口上的输出功率比值，这一概念是针对 多端口的天线。 功率容量：输入天线的最大能确保天线不损坏且能正常工作的平均功率 四、无源互调： 什么是互调呢？互调指非线性射频线路中，两个或多个频率混合后所产生的噪声信号。 无源互调是指接头、馈线、天线、滤波器等无源部分工作在多个频率的大功率信号条件下由 于部件本身存在非线性而引起的互调效应，也称无源交调。 互调干扰的必要条件：足够强的互调信号电平+能够落入到系统接收频带 深圳市宝安区洪浪北二路凌云大厦10楼 www.RF 互调指标反映供应商天线产品的综合水平，特别是物料生产及装配过程的质量控制能 力。 辐射参数 一、方向图(pattern)：将不同方向所辐射的场的强度相对关系绘制成图。 功率方向图：与