如何正确测量天线阻抗?

分享到:

在一般天线制作中,由于阻抗关系到天线的匹配,也就关系到天线的驻波,所以,通常把驻波调小,阻抗也就基本正确了。在天线的工程检验中,通常也只需要关心驻波比就可以了。
 
但是在研制、生产天线时,为了明确调试的方向,提高调试的速度和精度,需要测试天线的阻抗。
 
阻抗和驻波不同,通常说的驻波是标量参数,它与相位没有什么关系。而阻抗是矢量参数,它与相位有直接的关系。测阻抗其实就是测反射的相位,相位测量的准确度关系到阻抗的准确度。
 
但是,我们通常很难把天线的馈电点直接连接到仪器上,只能把仪器接在馈线的另一端。而馈线是有长度的,信号经过馈线,相位就会变化。例如,10MHz的信号,波长是30米。这个信号经过电长度为7.5米的馈线,相位就要移动90度。在测试时,信号两次经过了馈线,相位就会移动180度。通俗的说,如果天线是容性的,测出来就是感性。如果天线是感性的,测出来就是容性。
 
馈线长度较短时,相位移动会少一些,造成的误差减少。但是,短波天线架设得一般都比较高,馈线总是比较长的。即使1米长的馈线,在10MHz也会导致30度左右的总相移,测试结果仍然是完全错误的。可不可以用电长度为二分之一波长的馈线来让相位刚好转360度,从而消除影响呢?原理上当然没问题,但是,准备二分之一的馈线是件麻烦事,其次,由于每个频率的波长不一样,所以只有特定频率能刚好转360度,也就是说测试结果只能在特定频率有效。
 
测试天线的阻抗时,就必须要想其它办法。以下是一个例子:
 
首先看相位,测馈线电长度。如果有条件把馈线从天线上取下最好,如果不能取下,找远离天线谐振点的频率来读取就行了,这里测得馈线电长度约5.29米。
 
1
 
如果要求严格的话,可以再测出馈线的损耗。如果能用双端口法最好,如果不方便,也可以用单端口,取损耗的较小处,这里测得约1.1dB@109MHz
 
2
 
然后我们先看看假设不消除馈线影响,得到什么结果(天线是144MHz的)
 
这是圆图
 
3
 
这是阻抗
 
4
 
如果不牢记“有馈线则不准”原则,很容易被上述错误的数据欺骗。
 
现在我们来把馈线消掉。首先把刚才测得的馈线电长度和损耗(回损的二分之一)告诉仪器
 
5
 
然后得到基本正确的测量结果。
 
这是修正以后的相位
 
6
 
这是修正以后的圆图
 
7
 
这是修正以后的阻抗
 
8
 
差别很大吧!如果按照没有修正的结果来调试天线,就有可能南辕北辙了。
 
用馈线补偿的方法来消除误差,可以得到基本准确的结果,能满足一般需要。如果想精确的消除馈线影响,可以在馈线末端校准,正规的矢量天线分析仪都带有校准功能。
 
这篇文章之所以没有用校准的方法来消去馈线,是为了更直观的体现馈线对相位的影响及其消除的原理。在制作天线时,原则上应该在天线的馈电点测量。以前这种测量很困难,现在不必真的在馈电点去测,就能够推算出在馈电点测量时的数据。如果天线前面存在巴伦或阻抗变换器,也可以在巴伦或者阻抗变换器的端口上测量,但最好的办法是把仪器接在这些变换器前面,然后在变换器后面进行校准。校准正确的情况下,短路或开路反射相频特性应当是一个比较稳定的角度。 此时再接到天线的馈电点,就能反映真实的情况。
继续阅读
细说WiFi吞吐量

早上,做着美梦的班妹,被基友微信发过来的几张图给吵醒了。

高压阻抗调谐指南

移动手机天线设计人员面临着许多挑战:不断增加频段覆盖范围的要求,极具挑战的行业设计限制以及不断缩小的天线安装空间。设计人员通过使用孔径和阻抗调谐器可以解决这些问题。然而,并不是任何孔径或阻抗调谐器都可以使用。当今的许多应用都需要使用更稳定、可靠的调谐产品,才能完全满足设计需求。.

高压阻抗调谐快速指南

移动手机天线设计人员面临着许多挑战:不断增加频段覆盖范围的要求,极具挑战的行业设计限制以及不断缩小的天线安装空间。设计人员通过使用孔径和阻抗调谐器可以解决这些问题。然而,并不是任何孔径或阻抗调谐器都可以使用。当今的许多应用都需要使用更稳定、可靠的调谐产品,才能完全满足设计需求。.

24GHz微带阵列天线设计经验

电平和更高的主瓣宽度,通过契比雪夫综合法设计了一款馈电网络,经过仿真和测试满足24GHz车载雷达天线的需要。24GHz; 低副瓣; 匹配网络;阵列天线。在大于10GHz的频段,PCB微带印刷天线相对于波导缝隙天线、透镜天线、反射面天线等其他天线具有明显优势。成熟的PCB加工工艺可以有效控制微带天线制作成本,天线板、射频板以及低频数模电路板的多层混压技术还使得整个射频系统具有很高的集成度。

为中端和高端智能手机提供天线灵活性和高性能

日前,Qorvo 华北区应用工程经理张杰在北京举办的 EDI CON China 上发表了一场题为《为中端和高端智能手机提供天线灵活性和高性能》的演讲。