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天线是一种变换器,它把传输线上传播的导行波,变换成在无界媒介(通常是自由空间)中传播的电磁波,或者进行相反的变换。在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。天线总输入功率的比值,称该天线的最大增益系数。它是比天线方向性系数更全面的反映天线对总的射频功率的有效利用程度。并用分贝数表示。可以用数学推证,天线最大增益系数等于天线方向性系数和天线效率的乘积。
一、天线的相关指标
1、天线效率
它是指天线辐射出去的功率(即有效地转换电磁波部分的功率)和输入到天线的有功功率之比。是恒小于1的数值。
2、天线增益
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。增益显然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。可以这样来理解增益的物理含义- - 为在一定的距离上的某点处产生一定大小的信号,如果用理想的无方向性点源作为发射天线,需要100W的输入功率,而用增益为G = 13 dB = 20 的某定向天线作为发射天线时,输入功率只需100 / 20 = 5W。换言之,某天线的增益,就其最大辐射方向上的辐射效果来说,与无方向性的理想点源相比,把输入功率放大的倍数。
3、天线系数
自由空间中的天线系数是天线本身固有的参数。天线系数表示了天线的辐射场与天线输入电压之间的关系,AF与增益有以下关系:AF=E/U(E-入射到接收天线参考平面上均匀平面波的电场强度;U-接收天线输出电压)。
4、带宽
带宽指的是天线的频率覆盖范围,如果带宽以天线额定频率范围的一部分来表示的话,非谐振天线的带宽大于谐振天线的带宽,低增益天线的带宽大于高增益天线的带宽,用于宽带的,平衡不平衡转换器或匹配网络的天线,其带宽比天线系数的影响更大。
5、阻抗
天线的阻抗通常考虑很少,因为所有的EMC测试设备的负载阻抗均设计为50Ω,EMC天线的阻抗通常也在其频率范围内设计为感校准为接近50Ω,但是,测试人员也应该意识阻抗不匹配所带来的可能问题,尤其是低频磁场环天线,天线的阻抗往往随频率而变,但许多低频环天线并没有匹配网络去补偿这种变化。
6、驻波比
驻波比是衡量两个RF设备阻抗是否匹配的间接参数。VSWR对大多数用户来说都非常重要,这有几个复杂原因,简单地说,在通常情况下,馈线表现出来的阻抗是馈线的额要阻抗和负载阻抗之和。因此,在馈线两端就可能出现阻抗的不匹配,这样,大多数信号都将在负载处反射,然后,再沿着馈线在源处再次反射,当需要精确测量的时候,或当信号源对阻抗不匹配很敏感的时候,或当馈线的损耗很重重的时候,VSWR都将成为一个问题。
7、尺寸
尺寸是一个很重要的天线特性,天线需要控制和移动就限制了天线的实际尺寸大小,需要在屏蔽室内使用天线也限制了天线的最大尺寸,需要减小对地或对周围物体不希望有的耦合也将影响尺寸,但相反地,希望天线有好的低频响应,增益高或带宽宽,就要增大天线的尺寸。
8、天线极化波
电磁波在空间传播时,若电场矢量的方向保持固定或按一定规律旋转,这种电磁波便叫极化波,又称天线极化波,或偏振波。通常可分为平面极化(包括水平极化和垂直极化)、圆极化和椭圆极化。
9、极化方向
极化电磁波的电场方向称为极化方向。
10、极化面
极化电磁波的极化方向与传播方向所构成的平面称为极化面。
11、垂直极化
无线电波的极化,常以大地作为标准面。凡是极化面与大地法线面(垂直面)平行的极化波称为垂直极化波。其电场方向与大地垂直。
12、水平极化
凡是极化面与大地法线面垂直的极化波称为水平极化波。其电场方向与大地相平行。
13、平面极化
如果电磁波的极化方向保持在固定的方向上,称为平面极化,也称线极化。在电场平行于大地的分量(水平分量)和垂直于大地表面的分量,其空间振幅具有任意的相对大小,可以得到平面极化。垂直极化和水平极化都是平面极化的特例。
二、电磁兼容EMC测试常用的天线类型
1、对数天线
常用于辐射场地NSA校准。常用工作频段:30MHz~1GHz。
2、对数周期天线
常用于辐射骚扰/辐射杂散低频测试。常用工作频段:30MHz~1GHz。
3、三环天线
常用于灯具产品磁场辐射测试。常用工作频段:9KHz~30MHz。
4、喇叭天线
常用于辐射骚扰/辐射杂散高频测试。常用工作频段:1GHz~18GHz。
5、偶极子天线
常用于场地衰减和天线系数的测量中。常用工作频段:30MHz~4GHz。
6、环形天线
常用于低频磁场测试。常用工作频段:9KHz~30MHz。
7、双锥天线
常用于RSE替代法测试。常用工作频段:30MHz~200MHz。
检测试验找彭工136-9109-3503.
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