天线 有源 无源 参数

无源测试驻波比VSWR/回波损耗(Return Loss)≤2
效率≥50%
输入阻抗50R±10%
增益
天线方向图
3D场强图
方向性

有源测试

OTA

传导测试:发射功率
传导测试:接收灵敏度
总辐射功率TRP(Total Radiated Power)≥发射功率减3dB
总接收灵敏度TIS(Total Isotropic Sensitivity)≤接收灵敏度加3dB

PCL =5 说明了什么?

有源测试与无源测试

无源测试

无源是指去掉放大电路(有源部分),只测试纯天线(无源部分)的辐射性能,这时的天线相当于一个金属体

类比基带的无源器件,例如电阻:虽然测试电阻可以采用加电压测试电流得到,但阻值是电阻的固有属性;

有源测试

有源是指天线(无源部分)带上有源器件(后端低噪放大电路)进行测试

类比基带有源器件,例如运放:需要外加电源才能显现功能的参数;比如上文提到的发射功率及接收灵敏度,需要transceiver芯片带电才能发射出功率,并定义出具体的接收灵敏度

不同的transceiver+相同的天线其发射功率及接收敏度均不同,这属于模块端;就像针对单天线测试效率是一个值,安装到整机里,由于PCB走线阻抗、走位干扰等,实际效率是另外一个值。

驻波

两个反向传输的波,在求和后(黑线)形成零点不变,仅幅度改变的波形,称之为驻波

驻波比:

导线驻波比

意义:衡量传输线的阻抗匹配程度

定义:指传输线波腹电压与波谷电压幅度之比;

天线驻波比

意义:衡量天线系统与传输线匹配程度的指标 

定义:天线接口处波腹电压与波谷电压幅度之比;

解释:驻波比等于1时,表示馈线与天线阻抗完全匹配

引申定义:只需知道一点,知道其一便可得其三,均为描述同一性能即可

回波损耗(Return Loss):入射功率/反射功率, 为dB数值

反射系数(Г):反射电压/入射电压, 为标量

电压驻波比VSWR(Voltage Standing Wave Ration): 波腹电压/波节电压

S参数:S12为反向传输系数,也就是隔离。S21为正向传输系数,也就是增益。S11为输入反射系数,也就是输入回波损耗,S22为输出反射系数,也就是输出回波损耗。

VSWR=(1+Г)/(1-Г) (1)
S11=20lg(Г) (2)
RL=-S11 (3)

驻波比的测试

一台扫频仪,接法如下图1,先将馈线的终端(近天线系统一端)短路(输出信号与输入信号短路),此时由于扫频仪输出的信号在馈线的终端形成全反射,观察其全反射波形如图2曲线的最大幅度为a,然后将天线接入馈线的终端,此时扫频仪上在工作频率范围内观察到的最大幅度为b如图3,先求出反射系数Г=b/a,然后可用式VSWR=(1+Г)/(1-Г) 求出驻波比。

天线效率

意义:指天线将输入的电能转化为电磁波的能力

定义:指天线辐射出去的功率与输入到天线的总功率的比值

天线驻波比与天线效率的关系

传导发射功率

实际应用中,一般指会在射频连接器处直接测试发射功率,如上图的P1

总辐射功率

指天线辐射出去的功率:P2

传导发射功率≥辐射功率

传导接收灵敏度

实际应用中,会使用信号源在射频连接器处发射功率给到系统,一直调小功率至系统无法处理,此时的功率即为传导接收灵敏度

总接收灵敏度

也即空间传输的信号经过天线接收,再到射频连接器后进入系统,此时由于天线的效率等:

传导接收灵敏度=总接收灵敏度*天线效率

S参数

此链接介绍的很好

关于S参数的理解-CSDN博客

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