天线参数-自用1

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我是靠谱客的博主冷酷音响，最近开发中收集的这篇文章主要介绍天线参数-自用1，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

天线参数

1丶天线谐振频率 Resonance Frequency

2丶驻波比

指的是行驻波的电压波腹值和电压波节值之比

2.1 驻波

在这里插入图片描述

驻波即两个反方向波的合成波形，该合成波相位不变，幅度变化，节点位置（值 = 0）不会发生变化。

幅度最大驻波：具有相同相位时。
幅度最小驻波：具有180°相位差时。
当幅度表示电压时，幅度最小驻波 / 幅度最大驻波 = VSWR

在这里插入图片描述
上图1 ：幅度相同的电压驻波比
上图2：幅度不同的电压驻波比

2.2 电压驻波比 VSWR

在吸波体等天线内，驻波比产生主要是由于波的反射
天线的电压驻波比是把天线作为无耗传输线的负载时

VSWR = 1 + F / 1 - F

称F 为反射系数
即更大的反射系数，更大的VSWR，匹配越差。反之也成立
一般要求驻波比小于 1.5，在通信系统中

VSWR = 1 + |S11| / 1 - |S11|

Pr/Po = [(SWR - 1) / (SWR + 1)] ^ 2

Po：进入天线的功率
Pr ：从天线系统反射回来的功率

3丶S参数 Scatter

3.1 二端口网络

Sij表示能量从 j 注入，从 i 检测

S11 ：端口2匹配时，端口1的反射系数；
S22 ：端口1匹配时，端口2的反射系数；
S12 ：端口1匹配时，端口2到端口1的反向传输系数；
S21 ：端口2匹配时，端口1到端口2的正向传输系数；

S11：越小越好，即端口1的反射损失值，输入反射系数。
S21：越大越好，即多少能量传输到目的端口。

对于互易网络：S12 = S21;
对于对称网络：S11 = S22;
对于无损网络：S11xS11 + S21xS21 = 1;

4丶带宽 Band

中心频率：天线某个参数性能下降到容许的频率范围

4.1 绝对带宽（输入阻抗带宽）

一般称 S11 ≤ -10dB 的带宽
即 BW = fH - fL

4.2 相对带宽

相对带宽 = 绝对带宽 / 中心频率
RBW = fH - fL / f0 x 100% = BW / f0 x 100%

其中

Narrow Band ：窄带，相对带宽小于 1%
Broad Band ：宽带，相对带宽在 1% 到 25%
Ultra-Wideband ：超宽带，相对带宽大于25%

4.3 倍频程带宽

二倍频：BW2 = fH - fL / fH + fL [0,1]
三倍频：BW3 = fH / fL [1,+∞]

如何提升带宽

减小天线的Q值：Q = f0 / BW

5丶方向图

方向图又称为：radiation pattern，far-field pattern。描述增益大小与相位，极化与空间角度关系的图

5.1 方向的特征参数

主瓣宽度：最大辐射波束
副瓣/旁瓣：距离主瓣最近且电平最高的第一旁瓣
后瓣：与主瓣相反的
前后比：最大辐射方向（前向）电平和其相反方向（后向）电平之比，dB
方向系数：在离天线某一距离处，天线在最大辐射方向上的辐射功率流密度与相同辐射功率的理想无方向性天线在同一距离处的辐射功率流密度之比

5.2 XY,XZ方向图

方向图是一个3D结构，以天线相位中心为球心，半径R足够大的球面上，逐点测定绘制，一般情况只需要 XY,XZ面
波瓣宽度越窄，方向性越好，作用距离越远，抗干扰能力越强。一般超高频RFID天线常用3dB波瓣宽度来定义，单位是度数。
方向图无好坏之分，只有合不合适自己设计之分，常见就是全向与定向，全向就是360°均匀辐射，定向就是某个角度辐射范围