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        #征文#天線阻抗匹配再研究

        天線的調試目標一般來說都是使得天線的端口阻抗為50ohm,這些都需要用網絡分析儀實測得到。

        在前文的“天線匹配問題”中談到過天線的阻抗匹配主要是將天線阻抗匹配等于傳輸線阻抗。

        由于天線阻抗往往不能直接滿足傳輸線的阻抗,因而需要用到匹配網絡將其匹配到50歐姆,當天線等效阻抗中有虛部時,還需要匹配網絡去除其虛部部分,同時使得等效阻抗等于50歐姆。這兒帶來兩個問題,阻抗匹配需要實現以下兩個目標:1.匹配到傳輸線阻抗;2.使得天線形成諧振。

        一.這兒提出兩個問題:1.能不能直接用電阻+去除虛部的方式進行阻抗匹配;2.為什么要讓天線形成諧振。

        1.能不能直接用電阻+去除虛部的方式進行阻抗匹配

        雖然形成了阻抗匹配,后端的等效電路變為電阻+LC諧振,能量將會有一部分在電阻上消耗掉;

        2.為什么要讓天線形成諧振

        形成LC諧振,電感和電容會交替充電和放電,且在沒有電阻的情況下,能量能完美的輻射出去。

        二.解決了阻抗匹配的問題,還有關于等效阻抗的問題,為什么天線的阻抗匹配沒有像前端傳輸線一樣,直接讓板廠將天線設計成特性阻抗為50歐姆?那樣都不需要阻抗匹配網絡了。

        那是因為只有傳輸線才能設計成特性阻抗,我們看下傳輸線的定義:傳輸線由兩條一定長度導線構成,一條是信號傳播途徑,一條是返回路徑。對待天線構成,我們為了便于天線輻射,對其通常是挖空處理,也就是缺少一個“緊貼”的返回路徑,個人理解其返回路徑為大地平面。由于天線不是傳輸線,也就是談不上特征阻抗設計了,說白了,天線缺少可見的返回路徑,不能當作傳輸線來處理,只能通過等效阻抗來理解天線阻抗。

        三.一些頻率相對較低的走線為什么沒有要求做阻抗匹配

        信號頻率為13.56MHz,黃色饋線部分為匹配網絡前端走線,但是對于這段走線,我們并沒有按照其他高頻信號一樣做阻抗控制,這是為什么呢:

        走線距離短,不需要做阻抗匹配?不存在的,走線再短,我們都要求控制50歐姆阻抗匹配的,而且在走線短,不需要阻抗匹配是建立在反射回去的信號不會疊加到第二次傳輸信號上,通常要求走線的長度小于速度*1/6上升沿時間的長度,個人理解,當頻率不是很高時,我們可以不要求做阻抗控制,還是將其進行等效阻抗看作,進行匹配時可以將其直接歸納到天線輸入阻抗那部分設計。

        基于以上理解,需要控制特性阻抗,需要滿足以下兩個條件:1.頻率夠高(這個夠高,個人理解只能是經驗值,至少13.56MHz這個頻率不需要,433MHz通常是需要的,2.4GHz也是需要的);2.需要兩條導線構成信號回流路徑。

        阻抗問題討論完了,我們再提問下,阻抗是回路阻抗還是信號單端阻抗,答案是回路阻抗,天線阻抗正??梢苑譃槿糠?,信號輸出阻抗,傳輸線阻抗,天線輸入阻抗(往往需要匹配網絡匹配其阻抗)。

        總結:1.匹配主要實現兩個目標:阻抗匹配,天線形成LC諧振;

        2.頻率夠高,有兩條導線構成傳輸和返回路徑,才能進行特性阻抗控制。

        以上,僅是自己思考總結內容,如有不恰當之處,歡迎大家指出,謝謝。

        聲明:本內容為作者獨立觀點,不代表電子星球立場。未經允許不得轉載。授權事宜與稿件投訴,請聯系:editor@netbroad.com
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        • dy-KWsphClW 1星期前
          贊??
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        • dy-qgCJ64JF 2023-02-20 17:41
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        • dy-PZCvUC1L 2023-02-12 11:08
          有收獲了
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        • dy-Bu9Vxudd 2023-02-07 20:59
          受益匪淺
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        • dy-lyd1vZ59 2023-02-07 20:57
          學習了
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