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驻波比、增益、方向图、方向性系数、效率之间的关系
一.方向图与方向性系数D:
天线方向图的形状、最大辐射方向等参数,由天线的结构参数确定的,因为天线的结构固定了之后,计算天线上电流分布的方程就固定+边界条件也固定=解就是一定的。所以场形是固定的。方向性系数的大小D也就固定了。1/4波长的单极接地天线,方向性系数=3.28 ,H<λ的直立天线,方向性系数约为3
二. 天线的总效率η=ηA*ηB
ηA为辐射效率=辐射功率/输入功率
这部分由天线的结构和天线近场的环境决定(如天线接地面积的大小,天线的净空间),与匹配无关;由于天线产生的磁场作用于地表面,将在地表面引起电流,此电流会引起损耗为磁损耗,对于接地天线如PIFA、MONOPOLE天线,大地本身也是天线的一部分,电流流经大地也会产生损耗,为电损耗。总之,大地的损耗将造成天线辐射效率的降低。
ηB为馈电效率=1-|Γ|2 这部分是由天线的匹配决定,反射功率多,反射系数Γ大,VSWR高,灌到天线里的功率就会很小,辐射出去的功率也会小,因此,VSWR(驻波比)高,天线的馈电效率会降低,天线总效率相应也会降低。
三、增益G=ηD
结构固定天线的增益,由效率来决定天线增益的大小。
ETS暗室可以把G 、D、η 的值都测出来,但一般增益图上所看到的增益是G,而不是方向性系数D ,因此天线总效率低,即使方向性系数D高,那么天线的增益G也会低。
因此说天线匹配没有调好,VSWR(驻波比)高会影响天线的总效率η和增益G,但不会影响方向性系数D和方向图的形状。
所以,VSWR(驻波比)是天线性能的关键参数,VSWR(驻波比)的高低直接影响天线的总效率和增益,VSWR(驻波比)好的天线一定是一付好的天线。 |
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