天线阻抗
天线的阻抗与电压电流
天线输入。天线的输入也被称为天线端子。
这是非常重要的的。
假设天线有50欧姆的阻抗。
这意味着,如果一个正弦电压
振幅1伏特的天线终端的应用,则电流将有一个幅度
1 / 50= 0.02安培(“安培”)。
由于阻抗是一个实数,电压同相
电流。也就是说,目前不会导致或滞后电压。
另外,假设阻抗为Z =50+ J*50欧姆。
(请注意,“J”是-1的平方根)。然后,
阻抗有一个大小等于:
这意味着当前阶段将滞后45度的电压。
也就是说,电流波形的延迟相电压波形。
重申,如果
由以下公式定义的天线端子的电压(频率“F”):
因此,天线的阻抗是一个简单的概念。
阻抗与输入电压和电流的
天线。天线阻抗的实部代表权力
无论是辐射或吸收内的天线。阻抗的虚部
代表就是在近场天线的中的权力。这是非辐射功率。
一个真正的输入阻抗(虚部为零)的天线是说是共振。
需要注意的是天线的阻抗将随频率。
现在,我们将解释为什么天线的阻抗是很重要的。
我们会考虑低
频率和高频率的情况下。
低频率
当我们正在讨论的频率低,传输线,连接
发射机或接收机的天线是短暂的。
一个短的传输线,天线理论总是
是指相对于一个波长。因此,5米,可短或很长。
这取决于我们使用的频率。
(“赫兹”)在60赫兹,波长约3100公里或5000公里。
因此,
传输线很短,几乎总是可以被忽略。
不过,考虑2吉赫。波长
是15厘米。
因此,您的手机内的短长的输电线路,可以考虑
一长排。在一般情况下,如果线的长度小于波长的十分之一,
被认为是一个短线。
考虑天线(这是作为“ZA”的阻抗代表)。
该天线是连接到一个与“ZS”给定的源阻抗的电压源。数量级
电压为“V”型。
等效电路如图1所示。
从电路
理论上,我们知道,P = I* V。
交付到天线的功率是:
假设“ZA”是很多的幅度小于“ZS”。
然后没有权力将交付
天线。因此,天线不会发送或接收的能量。
如果“ZA”的幅度大于“ZS”,那么同样的事情发生。
没有权力将被传递到天线。
对于从发电机转移到天线的最大功率,
天线阻抗的理想值是:
在上述公式中的*表示复数共轭 。
如果ZS =30+ J*30欧姆,然后
最大功率传输,天线阻抗ZA=30- J*30欧姆。通常情况下,
源阻抗是真实的(虚阻抗元件等于零),在这种情况下,最大功率,
发生转移时ZA= ZS。
我们现在知道,阻抗天线才能正常工作,不得过大
或太小。这是基本设计参数之一
一个天线。这并不总是很容易,设计一个合适的阻抗的天线。这是
也很难设计出一个在较宽的频率范围内的正常阻抗天线。
高频率
本节将更加先进。在低频电路理论中,
电线,连接东西不影响电路。
一旦导线成为一个重要部分
的波长,使事情变得非常不同。
例如,短路
零欧姆的阻抗。但是,如果阻抗是衡量一个结束
四分之一波长传输线,阻抗似乎是无限的。这是真的,即使
有一个直流(零频)的传导路径。
在一般情况下,输电线路将改变天线的阻抗。
这使得
很难提供电力,除非天线匹配的传输线的阻抗。
考虑如图2所示的情况。
是在传输线年底测量的阻抗。输电线路特性
阻抗等于“Z0的”长度等于为“L”。输电线路被连接到天线。
天线的阻抗ZA。
图2。高频率的范例。
采用高频传输线理论,输入
阻抗等于:
这是一个很难的公式来理解第一次观看时。然而,
幸运的结果是:
如果天线的传输线(ZA= ZO),然后输入阻抗相匹配的阻抗
不依赖于传输线的长度。 这使得事情简单得多。如果不匹配,天线的输入阻抗
千差万别的传输线长度。如果输入阻抗
以及源阻抗相匹配,没有非常大的权力将被传递到
天线。这股力量最终被反射回发射机。这可以是一个
本身的问题,特别是高功率传输。这种功率损耗
被称为阻抗不匹配。因此,我们看到,
有一个适当调整天线的阻抗是非常重要的。
我们可以看到,天线的阻抗是重要的,为尽量减少阻抗不匹配损失。不善匹配
天线辐射功率不会。这可以通过阻抗匹配有所缓解。
然而,阻抗匹配并不总是足够的带宽或频率范围。
一个常见的措施是如何很好地匹配天线的传输线或接收被称为
电压驻波比。这是书面(驻波比)。
VSWR是一个实数总是大于或等于
1。的VSWR等于1,表示没有失配损耗(即天线是完全匹配的TX线)。
高等
的VSWR值显示更多的失配损耗。
例如作为一个共同的VSWR值,等于3.0的VSWR表明约75%的动力被传递到
天线(或失配损耗为1.25 dB)的。驻波比为7.0表示44%的功率交付
天线(失配损耗为3.6分贝)。 6个或更多的VSWR是相当高的,一般会
需要加以改进。
参数驻波比听起来像一个过于复杂的概念。但是,电源反映
天线
传输线的干扰向前行驶权。这将创建一个常设的电压波形。
这可以由数量电压驻波比(VSWR)数值评估。
欲了解更多信息,看到的页面上
VSWR和VSWR规格.
在下一节天线基础,非常重要的天线参数,如带宽将被视为。
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Antenna Theory (English)
驻波比 (VSWR)
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