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天线的基础知识(三)输入阻抗,方向性,带宽

 松林园 2021-01-12

天线的输入阻抗

天线和馈线的连接端,即馈电点两端感应的信号电压与信号电流之比,称为天线的输入阻抗。天线与馈线的连接的输入阻抗有电阻分量和电抗分量。其中电抗分量会减少从天线进入馈线的有效信号功率。因为最佳的情形是,天线的输入阻抗是纯电阻且等于馈线的特性阻抗,就是尽量使得电抗分量变为零,是天线的输入阻抗为纯电阻。

而通常天线的匹配工作就是为了消除天线阻抗中的电抗分量。

其中四个参数可以反应匹配的性能:反射系数,行波系数,驻波比(VSWR)和回波损耗(RL)。

四个参数有一定的数值关系,一般天线工程师按照习惯选择一个参数进行调试,选择驻波比和回波损耗的相对较多,即看网络分析仪中VSWR或者看S11的参数。一般移动通信天线的输入阻抗为50ohm。

其中我了解到的天线工程师调试过程基本是用网络分析仪调试基本的VSWR<1.5,或者S11调试到<-10dB,由于设备的差异性,同一个型号基本上主要看相对位置,最终通过跑暗室2D或3D数据看是否有改善。


天线的方向性

方向性是指天线向一定方向辐射电磁波的能力。对于接收天线而言,方向性表示天线对不同方向传来的电波所据有的接收能力,同样接收能力一般同发射能力成正比。通常用方向图来表示天线的方向特性。

天线的方向性直接影响天线的效率,对free或者人头手以及SAR测试都很相关。

天线工程师在调试的时候,要特别注意天线的方向性,需要考虑移动通信设备场测的情景,有的时候自由空间天线测试性能良好,可以一到场测就败下阵来,很有可能就是天线的方向性的问题。

天线的带宽

天线的带宽就是指天线能够发射或者接收的工作频率范围。

一般来讲,工作在中心频率时天线所传输的功率最大,偏绿中心频率时传输的功率会有所衰减。

带宽有几个定义方式:

天线增益下降到与最高性能3dB时的频带宽度;

超过已知规定的驻波比的天线工作频带宽度。

但是最终还是以实际测试暗室的3D数据为准。


天线的工作波长不是嘴贱时天线的性能会有所下降。但是下降的程度还是要以实际测试后的性能为准,客户再商定是否可以接收。

天线的调试就是一个折中的调试,并且要以实际情况为准绳。

带宽过宽不好,导致如用的频率隔离度不好,从而进行干扰和抗干扰能力较弱。

带宽过窄不好,首先需要保证所需要的频段的带宽够用,当人手接触终端设备时,天线的带宽会发生频偏,带宽同样要考虑到,尽量减少偏移,保证带宽的最小值。

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