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天線性能的關鍵參數是什麼?如何選擇射頻電路中的天線參數
簡介]回波損耗:天線的回波損耗表明天線與阻抗為50Ω的傳輸線(TL)的匹配情況,如圖7中的信號饋送所示。通常,該TL的阻抗值為50Ω,但是其他值也是可能的。 對於工業標準,商用天線及其測試設備的電阻為50Ω,因此建議您使用此值
天線參數
下一節提供了一些天線性能的關鍵參數。
▪回波損耗:天線的回波損耗表明天線與阻抗為50Ω的傳輸線(TL)的匹配方式,如圖7所示。通常,該TL的阻抗值為50Ω ,但其他值也是可能的。 對於工業標準,商用天線及其測試設備的電阻為50Ω,因此建議您使用此值。
回波損耗顯示:由於不匹配而導致的天線反射的入射功率量(公式1)。 理想的天線將發射所有功率而沒有任何反射。
如果回波損耗是無限的,則認為天線與TL完美匹配,如圖7所示。S11是回波損耗的倒數,單位為dB。
在大多數情況下,如果回波損耗≥10 dB(即S11≤–10 dB),則該損耗足夠大。 表1顯示了天線的回波損耗(dB)和反射功率(%)。 當回波損耗為10 dB時,意味著90%的入射功率被傳輸到天線進行傳輸。
表1天線的回波損耗和反射功率
▪帶寬:指天線的頻率響應。 它顯示了天線和50Ω傳輸線如何在所使用的整個頻帶上(即BLE應用的2.40 GHz至2.48 GHz範圍內)相互匹配。
圖8.帶寬
如圖8所示,在2.33 GHz至2.55 GHz帶寬內,回波損耗大於10 dB。 因此,使用的帶寬約為200 MHz。
在大多數情況下,較寬的帶寬是首選,因為它可以最大程度地減小產品實際使用中因天線周圍環境的變化而引起的失諧效應(例如,將鼠標放在木質/金屬/塑料桌子上,鼠標手等)。 )
▪輻射效率:是指天線中作為熱量消耗的非反射功耗的一部分(參見圖7)。 產生的熱量歸因於FR4基板中的介電損耗和銅線中的導體損耗。 該信息用作輻射效率。 當輻射效率為100%時,將發射所有非反射功耗
射入太空。 對於較小的PCB尺寸,熱量損失最小。
▪輻射方向圖:此方向圖表示輻射的方向性,即輻射朝哪個方向較大,輻射朝哪個方向較小。 這有助於在應用中準確確定天線的方向。 無方向性天線可以在垂直於軸的平面上的所有方向上等效傳輸。 但是大多數天線不能達到這種理想的性能。 有關詳細說明,請參閱圖9中所示的PCB天線的輻射方向圖。每個數據點代表RF場強,可以通過接收機中的接收機信號強度指示器(RSSI)進行測量。 不出所料,由於天線不是各向同性的,因此獲得的輪廓圖像不是圓形的。
圖9.輻射圖
▪增益:增益提供了一些信息,用於比較各向同性天線(即從所有方向發射)所用方向的輻射。 增益單位為“ dBi”,這意味著與理想的非定向天線相比時的輻射場強
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