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天線的駐波比

駐波比是衡量天線性能的重要參數之一,展現了天線向外界空間輻射能量的潛力。這是一個标量的參數,還有史密斯圓圖(the Smith Chart)來衡量天線的阻抗特性,可以分析天線是感性還是容性的,并指明了調整天線的方向。

天線的駐波比

目錄​

一、什麼是駐波比VSWR或者SWR

二、駐波比怎麼測量

三、天線駐波比的影響因素

一、什麼是駐波比VSWR或者SWR

駐波比 VSWR (Voltage Standing Wave Ratio),是電壓駐波比的簡稱,波腹電壓/波節電壓,是指駐波的最大電平和最小電平的比值,它的大小從1:1(完全比對)到∞。

如下圖所示,Vmax和Vmin分别代表波腹電壓和波節電壓。

天線的駐波比

回波損耗(Return Loss):  反射功率/入射功率, 為dB數值

反射系數(Г):  反射電壓/入射電壓, 為标量

天線的駐波比
天線的駐波比

S11為輸入反射系數,也就是輸入回波損耗。表示在port 1量反射損失(return loss),值越接近0越好(越低越好 ,一般-25~-40dB),表示傳遞過程反射(reflection)越小。

S22為輸出反射系數,也就是輸出回波損耗。表示訊号從port 1傳遞到port 2過程的饋入損失(insertion loss),值越接近1越好(0dB),表示傳遞過程損失(loss)越小。

S12為反向傳輸系數,也就是隔離。

S21為正向傳輸系數,也就是增益。

在比對狀态下,高頻電磁能量全部流入負載,不存在反射。這時,沿傳輸線各個位置上的電壓振幅相等,不存在駐波,稱為「行波狀态」。

而在失配時,由于存在反射波,反射波與正向波的疊加結果,就會線上上的各個點的振幅,存在有規律的起伏,稱為駐波狀态

二、駐波比怎麼測量

使用駐波表,矢量網絡分析儀或者天線分析儀。

駐波比和反射系數的換算關系如下:

天線的駐波比

當通路處于開路狀态,如下圖所示:

天線的駐波比

當通路處于短路狀态,如下圖所示:

天線的駐波比

當通路處于比對狀态,如下圖所示:

天線的駐波比

三、天線駐波比的影響因素

天線阻抗比對,指的是天線和饋源的電阻阻抗相等,感性和容性阻抗互相抵消。

VSWR說明的是多少的能量傳遞給了天線,并不意味着天線輻射了多少的能量,隻能說明天線輻射能量的潛力。

VSWR=1也不一定是好的天線,天線比對中最重要的是:諧振。

要使天線發出的電磁波最強,一是發射頻率與天線的固有頻率一緻;二是驅動點要在天線的合适位置。

不同駐波比對應的回波損耗、能量使用率。如下圖所示:

天線的駐波比

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