天線作為無(wú)線傳輸過(guò)程中一個(gè)必不可少的配件，因此天線的安裝和選型對(duì)于無(wú)線傳輸?shù)姆€(wěn)定性發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。本文將介紹影響天線安裝對(duì)于無(wú)線通信效果的影響。

一、天線的工作原理

天線是一種能量變換器，它把傳輸線上傳播的導(dǎo)行波，變換成在無(wú)界媒介中傳播的電磁波，或者進(jìn)行相反的變換。頻率越低，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，天線越長(zhǎng)。一般天線都具有可逆性，即同一副天線既可用作發(fā)射天線，也可用作接收天線，同一天線作為發(fā)射或接收的基本特性參數(shù)是相同的。比如，天線應(yīng)用在無(wú)線設(shè)備上，將無(wú)線設(shè)備輸出的電磁波信號(hào)傳輸出去或者將天線接收的電磁波信號(hào)傳回?zé)o線設(shè)備。

二、天線的選型

天線的種類繁多，有 FPC 天線、短膠棒天線、長(zhǎng)可彎折天線、吸盤天線、衛(wèi)星電視接收天線以及板狀天線等。首先，根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸來(lái)選擇天線。比如說(shuō)一款無(wú)線產(chǎn)品結(jié)構(gòu)非常有限，只能考慮將天線放在殼體內(nèi)，那就只能選擇 FPC 軟天線或者短的膠棒天線，甚至是直接集成天線到 PCB 板上（做成 PCB 天線）；如果產(chǎn)品的尺寸不受限制，那可以選用增益高、尺寸大一些的吸盤天線或者膠棒天線，相對(duì)的傳輸效果就會(huì)好很多；如果你是用在衛(wèi)星電視，那可以用專用的衛(wèi)星電視接收天線。當(dāng)然，這個(gè)天線的選擇都是不固定的，需根據(jù)自身的需求來(lái)選型。

三、天線的匹配

什么叫匹配？匹配就是說(shuō)饋線終端所接負(fù)載阻抗等于饋線特性阻抗，當(dāng)天線應(yīng)用在無(wú)線設(shè)備上時(shí)，匹配就相當(dāng)于無(wú)線設(shè)備的輸出阻抗與天線的輸入阻抗相匹配，或者說(shuō)無(wú)線設(shè)備的輸入阻抗與天線的輸出阻抗相匹配。天線的輸入阻抗是天線饋電端輸入電壓與輸入電流的比值，最佳的天線都會(huì)做成標(biāo)準(zhǔn)的50歐姆，同時(shí)無(wú)線設(shè)備的阻抗也是標(biāo)準(zhǔn)的50歐姆，這樣天線和無(wú)線設(shè)備完全匹配，保證沒(méi)有傳輸信號(hào)的流失，進(jìn)而保證好的通信效果。

四、4個(gè)衡量天線匹配的參數(shù)

天線匹配的優(yōu)劣一般用四個(gè)參數(shù)來(lái)衡量：反射系數(shù)、行波系數(shù)、駐波比和回波損耗，通常用的較多的是駐波比和回波損耗。在了解這四個(gè)參數(shù)之前，我們先來(lái)了解一下射頻中常見(jiàn)的S參數(shù)。

S參數(shù)就是S11、 S12、 S21和S22這四個(gè)系數(shù)。S12為反向傳輸系數(shù)，也就是隔離； S21為正向傳輸系數(shù)，也就是增益； S11為輸入反射系數(shù)，也就是輸入回波損耗；S22 為輸出反射系數(shù)，也就是輸出回波損耗。

反射系數(shù)（τ） ：描述的是反射電壓與入射電壓的比值，是一個(gè)標(biāo)量。

行波系數(shù)（K）：等于電壓最小值/電壓最大值，即（入射波振幅—反射波振幅）/（反射波振幅+入射波振幅）。

駐波比：VSWR=（1+反射系數(shù)）/（1—反射系數(shù)），其值在1到無(wú)窮大之間。駐波比為1表示阻抗匹配；駐波比為無(wú)窮大表示全反射，完全失配。所以駐波比越大，反射功率越高。傳輸效率越低。在無(wú)線通信系統(tǒng)中，一般要求駐波比小于1.5。

回波損耗（Return Loss）：其數(shù)值為入射功率與反射功率的比值，以分貝dB值表示。回波損耗的值在0 dB的到無(wú)窮大之間，回波損耗越大表示匹配越好。

0表示全反射，無(wú)窮大表示完全匹配。回波損耗又稱為反射損耗，是電纜鏈路由于阻抗不匹配所產(chǎn)生的反射，是一對(duì)線自身的反射。不匹配主要發(fā)生在連接器的地方，但也可能發(fā)生于電纜中特性阻抗發(fā)生變化的地方，所以施工的質(zhì)量是提高回波損耗的關(guān)鍵。在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，一般要求回波損耗大于14dB。

五、天線的安裝

首先，天線的使用與周圍環(huán)境息息相關(guān)。需附近無(wú)高大建筑物阻擋，周圍空間無(wú)強(qiáng)電磁干擾，這樣才能發(fā)揮其輻射和接收遠(yuǎn)方信號(hào)的作用。現(xiàn)在大城市高樓林立，高樓里對(duì)講機(jī)和地下車庫(kù)等通訊就出現(xiàn)很多盲區(qū)。為了解決此問(wèn)題，采用高增益全向天線，可以有效解決對(duì)安裝選址的要求高的問(wèn)題。一般只需要將天線靠近窗口就可以進(jìn)行正常的通信。摒棄原有的 中繼臺(tái)和室內(nèi)分布天線系統(tǒng) 技術(shù)，使得天線安裝的技術(shù)難度大幅度降低。

審核編輯 黃宇