天線的參數(shù)指標(biāo)(2)天線阻抗、電壓駐波比(VSWR)、回波損耗
2.? ? 天線阻抗、電壓駐波比(VSWR)、回波損耗(Return Loss)
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在使用天線的時(shí)候,大家經(jīng)常會(huì)討論你的天線阻抗是多少啊,你的天線VSWR是多少呢?第一個(gè)問題很好回答,一般情況下天線的阻抗是50歐(RFID閱讀器天線一般都是50歐姆),而VSWR是什么呢?
VSWR翻譯為電壓駐波比(Voltage Standing Wave Ratio),一般簡(jiǎn)稱駐波比,指的就是行駐波的電壓波腹值與電壓波節(jié)值之比,此值可以通過反射系數(shù)的模值計(jì)算:VSWR=(1+反射系數(shù)模值)/(1-反射系數(shù)模值)。從能量傳輸?shù)慕嵌瓤紤],理想的VSWR為1 ,即此時(shí)為行波傳輸狀態(tài),在傳輸線中,稱為阻抗匹配;最差時(shí)VSWR無窮大,此時(shí)反射系數(shù)模為1,為純駐波狀態(tài),稱為全反射,沒有能量傳輸。由上可知,駐波比越大反射功率越高,傳輸效率越低。
發(fā)射機(jī)與天線匹配的條件是兩者阻抗的電阻分量相同、感抗部分互相抵消。如果發(fā)射機(jī)的阻抗不同,要求天線的阻抗也不同。在電子管時(shí)代,一方面電子管輸出阻抗高,另一方面低阻抗的同軸電纜還沒有得到推廣,流行的是特性阻抗為幾百歐的平行饋線,因此發(fā)射機(jī)的輸出阻抗多為幾百歐姆。而現(xiàn)代商品固態(tài)無線電通信機(jī)的天線標(biāo)準(zhǔn)阻抗則多為50歐姆,因此商品VSWR表也是按50歐姆設(shè)計(jì)標(biāo)度的。如果你擁有一臺(tái)輸出阻抗為600歐姆的老電臺(tái),那就大可不必費(fèi)心血用50歐姆的VSWR來修理你的天線,因?yàn)槟菢臃炊鴰偷姑?。只要設(shè)法調(diào)到你的天線電流最大就可以了。
當(dāng)天線阻抗不是50歐姆而電纜為50歐姆時(shí),測(cè)出的VSWR值會(huì)嚴(yán)重受到天線長(zhǎng)度的影響。只有當(dāng)電纜的電器長(zhǎng)度正好為波長(zhǎng)的整倍數(shù)、而且電纜損耗可以忽略不計(jì)時(shí),電纜下端呈現(xiàn)的阻抗正好和天線的阻抗完全一樣。但即便電纜長(zhǎng)度是整倍波長(zhǎng),電纜有損耗(例如電纜較細(xì)、電纜的電氣長(zhǎng)度達(dá)到波長(zhǎng)的幾十倍以上),那么電纜下端測(cè)出的VSWR還是會(huì)比天線的實(shí)際VSWR低。所以,測(cè)量VSWR時(shí),尤其在UHF以上頻段,不要忽略電纜的影響。
在講VSWR的時(shí)候經(jīng)常會(huì)聽到一個(gè)詞回波損耗:Return Loss,回波損耗是表示信號(hào)反射性能的參數(shù)。回波損耗說明入射功率的一部分被反射回到信號(hào)源。例如,如果注入1mW (0dBm)功率給放大器,其中10%被反射(反彈)回來,回波損耗就是10dB。從數(shù)學(xué)角度看,回波損耗為10 lg [(入射功率)/(反射功率)]。駐波比VSWR與回波損耗RL之間的換算公式為:RL=20*log10[(VSWR+1)/(VSWR-1)]。在天線匹配上VSWR和Return Loss是可以互換的,只是計(jì)算方法不同,其表達(dá)的意思是基本一致的。