天線是無線電通信設(shè)備最關(guān)鍵的部件之一,影響著最后“一公里”的通信。
天線的駐波限制了頻帶寬度受,通常要求天線的駐波比應(yīng)控制在2.0以內(nèi),但頻帶跨越數(shù)倍頻程的天線駐波只能做到3.0甚至4.0以內(nèi),這使得功放與天線之間嚴(yán)重失配,功放輸出效率降低,接收機(jī)前端與天線之間也嚴(yán)重失配,使噪聲系數(shù)增加,接收靈敏度下降。
為了提升天線效率,引入了天線調(diào)諧
天線調(diào)諧的目的
阻抗匹配:使天線的輸入阻抗與饋線的特性阻抗相匹配,最大化功率傳輸。
最小化反射:減少因阻抗不匹配引起的功率反射,防止信號(hào)損耗。
優(yōu)化性能:在目標(biāo)頻段內(nèi)提高天線的接收和發(fā)射性能。
?天線調(diào)諧的基本原理
阻抗匹配
天線調(diào)諧的核心是阻抗匹配。天線的輸入阻抗是一個(gè)復(fù)數(shù),由實(shí)部(電阻)和虛部(電抗)組成。理想情況下,天線的輸入阻抗應(yīng)與饋線的特性阻抗(通常為50歐姆)相同。當(dāng)阻抗匹配時(shí),天線可以有效地輻射或接收信號(hào)。
?調(diào)諧方法
天線調(diào)諧通常通過以下幾種方法實(shí)現(xiàn):
調(diào)整天線物理尺寸:如改變天線的長(zhǎng)度或幾何形狀。
添加調(diào)諧元件:如電容、電感等,以調(diào)整天線的電氣長(zhǎng)度。
使用匹配網(wǎng)絡(luò):如π型網(wǎng)絡(luò)、T型網(wǎng)絡(luò)等,由電容和電感組成,用于實(shí)現(xiàn)精確的阻抗匹配。
自動(dòng)調(diào)諧具體實(shí)施
基本原理:從激勵(lì)輸入灌信號(hào),通過耦合器檢測(cè)耦合信號(hào)的強(qiáng)度,來調(diào)整接入電感還是電容調(diào)諧。
矢量調(diào)諧:
VSWR=(1?∣Γ∣)/(1+∣Γ∣)
利用上述公式,通過計(jì)算入射電壓和反射電壓來計(jì)算此時(shí)的駐波比。
根據(jù)檢測(cè)的數(shù)值可以計(jì)算出此時(shí)的阻抗zL,根據(jù)zL的位置接入電容電感,實(shí)現(xiàn)阻抗的匹配。
最后的話
射頻的學(xué)習(xí)不再是孤立的器件調(diào)試,而是從整體的角度去理解系統(tǒng),理解器件,理解指標(biāo)。