天线中的阻抗是什么?
时间:2021-01-18 10:30:54 来源:安威无线 点击:次
一、天线阻抗介绍
天线输入端的电压与电流的比值称为天线的输入阻抗,在电学中,常把对电路中电流所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗单位为欧姆,常用Z表示,是一个复数Z= R+i( ωL–1/(ωC))
具体说来阻抗可分为两个部分,电阻(实部)和电抗(虚部)。
其中电抗又包括容抗和感抗,由电容引起的电流阻碍称为容抗,由电感引起的电流阻碍称为感抗。
不过,阻抗是天线的一个电气参数,并不是天线导体上的电阻值,需要用到网络分析仪才能看到具体的阻抗值。
一般VHF\UHF(高频)和微波天线多设计为50欧姆或75欧姆。
常见的为50ohm,阻抗匹配确保实现信号或能量从“信号源”到“负载”的有效传送。最理想的效果即,输出和输入端阻抗均是50ohm。
然而实际情况是:源端阻抗不会是50ohm,负载端阻抗也不会是50ohm,这个时候就需要若干个阻抗匹配电路
而匹配电路就是由电感和电容所构成,这个时候我们就需要使用电容和电感来进行阻抗匹配电路调试,以达到RF性能最优。
二、影响天线阻抗的因素
1、天线本身的结构形式和外形尺寸;
天线自己的形状可以改变天线的阻抗。
2、天线的工作频率;
天线的工作频率,因为同一个天线在不同工作频率上的阻抗是不一样的。
3、天线周围的环境。
也就是说相同的天线在相同的工作频率,当天线周围环境不一致时,天线的阻抗是会完全不一样的。这就是为什么很多自称性能很好的内置天线,当我们买回来用在我们实际电子产品里时,发现性能经常非常差甚至根本没法用。
这是我们实际使用时的天线周围环境跟这个天线在研发时周围环境不一致导致的。因此在天线周围环境比较复杂的时候,天线是非常必要专门进行针对性定制设计的,特别是内置天线。
这3个因素中的任何一个发生变化,天线的输入阻抗就随之发生变化,也就是天线的性能发生变化。
三、阻抗匹配的方法
阻抗匹配的方法主要有两个,一是改变阻抗力,二是调整传输线。
改变阻抗力就是通过电容、电感与负载的串并联调整负载阻抗值,以达到源和负载阻抗匹配。
调整传输线是加长源和负载间的距离,配合电容和电感把阻抗力调整为零。
此时信号不会发生发射,能量都能被负载吸收。
高速PCB布线中,一般把数字信号的走线阻抗设计为50欧姆。一般规定同轴电缆基带50欧姆,频带75欧姆,对绞线(差分)为85-100欧姆。