天线匹配、谐振、smith圆图的思考

xlzy2002 · 发表于 2013-9-22 08:27:38

天线的匹配是指馈线（一般50欧姆）与天线的输入点阻抗（Zin）大小达到一致，匹配的目的是让反射波达到最少，也就是反射系数接近于0，VSWR接近于1,匹配良好的天线VSWR一定很低；
天线的谐振状态，是指天线自身的感抗与容抗大小相等，相互抵消，天线为存电阻状态，目的是让天线的电流最大，有功功率最多，无功功率最少，辐射最强，效率最好；

工作在匹配的状态的天线不一定工作在谐振状态，天线的输入阻抗包括：R(电阻) 、X（电抗）两个分量，而输入阻抗Zin =(R2+X2)再开方，匹配状态下，电抗分量X不一定为0（谐振状态下才是一定为0），只要Z=馈线的特性阻抗就算匹配了，并没有要求一定是纯阻状态，虽然天线和馈线工作在匹配状态下，VSWR很低，反射系数很小，但天线的效率可能很低，增益也可能很低，因电抗分量的存在，无功功率很多；

工作在谐振状态的天线匹配不一定很好，因为谐振状态，天线为纯阻性，但电阻的大小是由天线本身的特性阻抗确定的，比如半波对称振子谐振状态的特性阻抗为75欧姆左右，如果和50欧姆的馈线直接连接，反射系数为0.2 VSWR=1.5，这种匹配显然不是很好，必须加阻抗变换装置，才能达到很好的匹配；
Smith圆图是兼顾匹配和谐振两个因素，调节天线既工作在匹配状态，又工作在谐振状态（纯阻状态），以使天线达到最好的效率。

以上是我对天线匹配、谐振、smith圆图的一些浅显理解，不知道正确不正确，希望与大家一起探讨，谢谢~~！！！

Jessepeng · 发表于 2014-2-28 14:04:59

本帖最后由 Jessepeng 于 2014-2-28 14:13 编辑

sys_silence 发表于 2013-11-22 15:31
另外，求楼主解释一下为什么匹配好的，VSWR一定很低？

要明白为什么要打匹配？打匹配主要是因为传输馈线的反射波远大于入射波，使得天线的效率较低。通过匹配，可以使回波损耗降低，这样在传输馈线中的损耗就会降低。VSWR=(1+反射系数)/(1-反射系数);个人见解

Nash_xjr · 发表于 2014-2-28 13:27:51

我认为调节天线的匹配，首先需要选择适合的天线，天线的工作频段满足需要的要求。因为天线的谐振频率点不同，说明天线可能的工作频段不同；然后根据天线的谐振频率点，确定天线的输入阻抗。最后调节馈线与输入阻抗之间的匹配。其中需要Smith chart的辅助。

BBnewbie · 发表于 2013-9-22 09:58:12

Smith圆图只是一个工具而已，他可不能干这么重的活。

xlzy2002 · 发表于 2013-9-22 10:13:18

BBnewbie 发表于 2013-9-22 09:58
Smith圆图只是一个工具而已，他可不能干这么重的活。

可以详细说说您的看法吗？

BLUECAT · 发表于 2013-9-22 10:18:09

找下匹配的准确的定义

xlzy2002 · 发表于 2013-9-22 11:48:07

BLUECAT 发表于 2013-9-22 10:18
找下匹配的准确的定义

找了很久，没有找到，您和我说一下吧，多谢了~~

BBnewbie · 发表于 2013-9-22 12:32:39

xlzy2002 发表于 2013-9-22 10:13
可以详细说说您的看法吗？

大部分赞同你的理解。

匹配有很多作用，比如改善线性，减少噪声系数，改善效率等。

在天线这里的匹配的主要目的就是为了实现最大的功率传输。

但是有一点，我认为，天线不一定非要工作在谐振状态。

另外，很多天线不是工作在一个频点，而是在一个频段的，无法保证在整个频段内都是谐振，或者都是完全匹配的，只要符合合理的指标要求就可以了。

xlzy2002 · 发表于 2013-9-22 12:49:22

BBnewbie 发表于 2013-9-22 12:32
大部分赞同你的理解。

匹配有很多作用，比如改善线性，减少噪声系数，改善效率等。

谢谢您的说明，受益良多，天线一般要求中心频率（一个频点比如2.45）达到相对匹配，在一个带宽内能满足VSWR要求就可以了，我认为很多时候，天线都没有工作在谐振状态，而是工作在相对匹配状态。大家更关注的回损驻波等指标，其实效率、增益更重要，有些手机天线的VSWR在指定带宽内放宽到6.0了.

xiaobu007 · 发表于 2013-9-22 13:49:55

感动的一塌糊涂啊很久没有看见讨论帖了

victoryqq · 发表于 2013-9-23 08:49:39

收益良多，好帖子

lcq09331027 · 发表于 2013-9-24 09:28:36

是啊，可以讨论一下自己的观点，不错

dengzheng89 · 发表于 2013-10-10 10:36:47

好帖，大赞

peng791111493 · 发表于 2013-10-10 12:33:25

很不错的帖子可以自由讨论下大家的观点

252112072 · 发表于 2013-11-22 12:00:35

很多天线厂会去要相应射频模块的象限，然后对着这个象限调匹配要少走很多弯路

sys_silence · 发表于 2013-11-22 15:30:29

楼主理解确实比较深刻，但是实际操作过程中，不仅仅是要考虑这些的，如果考虑到留给天的空间是多大，也许制约也就明显了，我们并不要求达到玩却匹配，完全的谐振，只要在有限的空间内，达到匹配和谐振达到最佳状态就好。

sys_silence · 发表于 2013-11-22 15:31:59

另外，求楼主解释一下为什么匹配好的，VSWR一定很低？

hyckiss · 发表于 2013-11-26 00:55:07

感动的一塌糊涂啊很久没有看见讨论帖了

peng791111493 · 发表于 2013-11-28 19:53:18

其实我觉得吧天线好最主要还是得有空间板的干扰少模块好

ralfzhang · 发表于 2013-12-3 16:58:05

顶起顶起！！好东东！

murenai7 · 发表于 2014-2-28 00:20:07

跟我自己脑子里YY的差不多哈哈

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