天线的驻波比

2011-05-26
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驻波比是衡量射频器件之间阻抗匹配程度的重要参数,它的概念和阻抗匹配的概念紧密相关。

输入阻抗Impedance

天线的输入阻抗是天线馈电端输入电压与输入电流的比值。阻抗的最佳情形是纯电阻,并且阻值等于馈线的特征阻抗。如果馈线和天线接口的阻抗不匹配,将有一部分能量被反射回馈线内,馈线上将产生驻波。

天线匹配的工作就是消除天线输入阻抗中的电抗分量,使电阻分量尽可能地接近馈线的特性阻抗。阻抗匹配的程度一般用四个参数衡量:反射系数,行波系数,驻波比和回波损耗。四个参数之间有固定的数值关系。通常用的较多的是驻波比和回波损耗。

对于任一天线,人们总可通过天线阻抗调试,在要求的工作频率范围内,使输入阻抗的虚部很小且实部非常接近 50Ω,所以一般移动通信天线的设计输入阻抗为50Ω。

驻波比Standing Wave Ratio

在阻抗不匹配的情况下,馈线上同时存在入射波和反射波。在入射波和反射波相位相同的地方,电压振幅相加形成波腹;而在入射波和反射波相位相反的地方,电压振幅相减形成波节。其它各点的振幅值则介于波腹与波节之间。这种传播反向相反的两列相干波的合成波称为驻波Standing wave。下面这幅图示意了波腹和波节的形成过程。

驻波比通常用电压驻波比 Voltage Standing Wave Ratio, VSWR表示,定义为驻波的波腹电压与波节电压幅度之比,其值在1到无穷大之间。驻波比为1,表示完全匹配;驻波比为无穷大表示全反射,完全失配。

在小功率应用中,一般驻波比要求小于1.5

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