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射频参数解析

射频参数

1.回波损耗

又称反射损耗,是电缆线路由于阻抗不匹配所产生的反射,是一对线自身的反射。

不匹配主要发生在连接器的地方,但也可能发生于电缆中特性阻抗发生变化的地方。

回波损耗是传输线端口的反射功率与入射波功率之比,以对数形式来表示,单位是dB,一般是负值,其绝对值可以成为反射损耗。

回波损耗= -10 lg [(反射功率)/(入射功率)]

射频参数解析

2.反射系数

反射波和入射波电压之比

回波损耗= 20|lg(反射系数Γ)|

3.驻波比

全称电压驻波比,又名VSWR或SWR,英文Voltage Standing Wave Ratio的简写。指驻波波腹电压与波谷电压幅度之比,又称驻波系数、驻波比。驻波比为1时,表示馈线和天线的阻抗完全匹配,此时高频能量全部被天线辐射出去,没有能量的反射损耗;驻波比为无穷大时表示全反射,能量完全没有辐射出去。

驻波比会随着频率而改变

在入射波和反射波相位相同的地方,电压振幅相加为最大电压振幅Vmax ,形成波腹;在入射波和反射波相位相反的地方电压振幅相减为最小电压振幅Vmin ,形成波谷。

其它各点的振幅值则介于波腹与波谷之间。这种合成波称为行驻波。驻波比是驻波波腹处的电压幅值Vmax与波谷处的电压幅值Vmin之比

驻波比就是一个数值,用来表示天线和电波发射台是否匹配。如果SWR 的值等于

1,则表示发射传输给天线的电波没有任何反射,全部发射出去,这是最理想的情况。

如果SWR 值大于1,则表示有一部分电波被反射回来,最终变成热量,使得馈线升温驻波比反射率:

1.00.00%

1.10.23%

1.20.83%

1.3 1.70%

1.5 4.00%

1.7 6.72%

1.88.16%

2.011.11%

2.518.37%

3.025.00%

4.036.00%

5.044.44%

7.056.25%

1066.94%

1576.56%

2081.86%

4.天线增益

天线增益是指:在输入功率相等的条件下,实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。

增益与天线方向图有密切的关系,方向图主瓣越窄,副瓣越小,增益越高。天线增益是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力,它是选择基站天线最重要的参数之一。

一般来说,增益的提高主要依靠减小垂直面向辐射的波瓣宽度,而在水平面上保持全向的辐射性能。

表示天线增益的参数有dBd和dBi,dBi是相对于点源天线的增益,在各方向上的辐射是均匀的;dBd相对于对称阵子天线的增益dBi=dBd+2.15。相同条件下,增益越高,

电波传播的距离越远

5.天线辐射方向图(XY、XZ、YZ三个平面)

6.天线尺寸(微带天线—单极子天线等)

7.接收灵敏度

8.辐射边界条件

9.天线上的电流分布

10.阻抗匹配

反应输入电路与输出电路的功率传输关系,当电路实现阻抗匹配时,将获得最大的功率传输(50%),当阻抗失配时,不但得不到最大的功率传输,还可能对电路产生损害在高频电路中,必须考虑反射问题。当信号频率很高时,信号的波长就很短,当波长短的跟传输线长度可以比拟时,反射信号叠加在原信号上将会改变原信号的形状。如果传输线的特征阻抗跟负载阻抗不匹配(不相等)时,在负载端就会产生反射,降低能量传输效率。

天线电路中常留一个π型网络以做阻抗匹配用

阻抗匹配的方法(不同领域):

1)考虑使用变压器来做阻抗转换。如电视机的阻抗转换器(即传输线变压器),将300

Ω的阻抗变换成75Ω的阻抗

2)使用串联/并联电容或电感的方法,常用在射频电路

3)使用串/并联电阻的方法。如485总线接收器,常在数据线终端并联120Ω的匹配电

阻。(一些驱动器的阻抗比较低,可以串联一个合适的电阻来跟传输线匹配,例如

高速信号线,有时会串联的一个几十欧姆的电阻。而一些接收器的输入阻抗则比较

高,可以使用并联电阻的方法,来跟传输线匹配,例如,485总线接收器,常在数

据线终端并联120Ω的匹配电阻)

11.射频电阻阻抗

射频电路阻抗一般为50欧姆的标准阻抗,天线和电路阻抗匹配到理想值(50Ω时),天线就可以将能量最大限度的转换为电磁波传递出去、

12.特征阻抗

特征阻抗(又名特性阻抗)是相对于传输线而言的,不是导线电阻。它表征了传输线某截面上的电压和电流的关系(无反射条件下)。50Ω特征阻抗的传输线具有传输能量密度和效率的综合优势

在高频范围内,信号传输过程中,信号沿到达的地方,信号线和参考平面(电源或地平面)间由于电场的建立,会产生一个瞬间电流,如果传输线是各向同性的,那么只要信号在传输,就始终存在一个电流I,如果信号的输出电平为V,在信号传输过程中,传输线就会等效成一个电阻,大小为V/I,把这个等效的电阻称为传输线的特性阻抗Z。

特性阻抗是信号线没处的电压和电流的比值,是一个“点的概念”

信号在传输过程中,如果传输路径上的特性阻抗发生变化,信号就会在阻抗不连续的结点产生反射。

影响特性阻抗的因素有:介电常数、介质厚度、线宽、铜箔厚度

13.输入阻抗

14.其它

HFSS中的参数设置

1.phi角、thera角

phi:XY平面上的夹角

thera:垂直方向上与Z轴的夹角

thera从0到180°画出来的图形不对称,所以就从-180°到180°;phi一般是对称的,所以取90°的也行,但是为了图形好看,一般是0到360°

2.坐标

3.板材、板厚

常用材质:FR4(介电常数:标准4.2(因生产厂家而异))

4.介质参数

5.辐射边界条件

6.空气盒子(Airbox)

7.参考地尺寸、层数

如Gnd_top、Gnd_bottom上下两层

8.天线尺寸(微带线天线)

9.其它

Smith chart 1.输入阻抗

Z = R + jx 串联电感、电容时,实部R值不变2.导纳

电导和电纳

单位:西门子(S)

Y = G + jx 并联电感、电容时,实部G值不变3.其它

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