天线规格书有哪些重要参数？

查看全部 · 发表于 2024-12-6 10:10:42

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1、电性能规格Electrical Specification

1.1 电压驻波比
电压驻波比（Voltage Standing Wave Ratio，简称VSWR），一般简称驻波比，是无线通信和射频工程中的一个重要参数，它用来衡量传输线上信号的反射情况。
在电磁波的传播过程中，当传输线的阻抗发生变化时，就会有一部分电磁波反射回来。反射波和入射波叠加，就形成驻波。即，行驻波（Traveling Wave）是指在传输线上由于入射波和反射波的叠加而形成的一种波。

1.1.1 电压驻波比定义
VSWR是传输线上“行驻波”电压最大值（波腹电压）与电压最小值（波节点电压）的比值，是无量纲的指标。
VSWR定义为：VSWR=Vmax⁡/Vmin⁡
其中：
Vmax⁡是传输线上“行驻波”的电压最大值（波腹）。
Vmin⁡是传输线上“行驻波”的电压最小值（波节）。
从能量传输的角度考虑，理想的VSWR为 1:1 ，即此时为行波传速状态，在传输线中，称为阻抗匹配；最差时VSWR无穷大，此时反射系数模为1，为纯驻波状态，称为全反射，没有能量传输。
由上可知,驻波比越大,反射功率越高，传输效率越低。

1.1.2 反射系数
反射系数（Γ）是描述信号反射程度的参数，它定义为反射波幅值与入射波幅值之比。反射系数的绝对值越大，表示反射波越强，阻抗匹配越差。
电压驻波比和反射系数之间的关系可以通过以下公式来描述：
VSWR=（1+∣Γ∣）/（1−∣Γ∣）
当反射系数为0时，VSWR为1，表示完全匹配；当反射系数接近1时，VSWR的值会变得很大，表示匹配很差。

1.2 天线增益Gain
天线增益Gain：在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。是描述天线将信号能量集中辐射到特定方向的能力的一个参数，与方向有关。
天线是无源器件，并不会增加信号的功率，只是将能量有效集中向某特定方向辐射或接受电磁波的能力。

1.3 天线效率
天线效率Efficiency：描述了天线将输入功率转化为辐射功率的能力，与方向无关，是衡量天线性能的一个重要指标。
天线效率的定义是天线的辐射功率与输入功率之比，通常用百分比表示，取值范围从0%到100%。
天线效率越高，表示天线将更多的输入功率转化为辐射功率，从而提高了天线的性能
另，天线增益=天线效率*天线方向性系数。

2、测试项和设备Equipments

2.1 S参数
用网络分析仪来测试return loss反射损耗和VSWR电压驻波比。

2.1.1 RL反射损耗
回波损耗 (Return Loss)，又称为反射损耗，是传输线端口的入射波功率与反射波功率之比（反射波功率越小，回波损耗越大，即回波损耗越大越好），以对数形式的绝对值来表示，单位是dB，一般是正值（也有直接用负的，来表示）。
计算公式为：

其中，∣Γ∣ 是反射系数的绝对值。反射系数 Γ 定义为反射波电压与入射波电压的比值，其值的范围从0到1。
当 ∣Γ∣=0时，表示没有信号被反射，系统匹配完美；当 ∣Γ∣=1时，表示所有入射信号都被反射，系统匹配极差。

2.1.2 VSWR电压驻波比
天线VSWR会小于2，即反射小于10%左右。

2.2 无源参数

2.2.1 频率
比如WIFI天线对应的每个信号的频率。

2.2.2 增益
如1.2天线增益Gainss

2.2.3 辐射模式

2.3 有源参数

2.3.1 TRP
TRP（Total Radiated Power，总辐射功率）是无线通信领域中一个重要的参数，它指的是天线或无线设备在所有方向上辐射的总功率。

2.3.2 TIS
TIS（Total Isotropic Sensitivity，总全向灵敏度）是无线通信领域中一个重要的参数，用于衡量无线设备接收信号的整体灵敏度。它反映了设备在所有方向上接收信号的能力，并与天线的辐射模式密切相关。
TRP和TIS的测试数据，在天线规格书上是没有的，这个要配合整机测试。

3、S参数

3.1 S11
S11的对数表示，即S11=20log| Γ|，是负值，用网络分析仪测试。

3.2 VSWR
电压驻波比也可以用网络分析仪测试，与反射系数之间的关系：VSWR=（1+∣Γ∣）/（1−∣Γ∣）

4、效率Efficiency和增益Gain
通用尺寸长的天线效率在70%以上，增益在5dBi左右。
中等尺寸的天线效率在50%以上，增益在3dBi左右。

5、辐射方向图Radiation pattern
辐射方向图（Radiation Diagram/Radiation Pattern）描述了天线在任意方向上的辐射强度。辐射方向图是天线的重要参数。辐射方向图的形状决定了天线的应用（通常，消费电子产品都是全向性天线。）。

5.1 3D辐射方向图
天线的3D辐射方向图（Radiation Pattern）是描述天线在三维空间中辐射特性的图形表示，它展示了天线在不同方向上的辐射强度和分布情况。这种图形通常以天线为中心，在一个或多个球面上表示，其中球面上的每一点都对应着天线在该方向上的辐射强度。

5.2 2D辐射方向图
天线的2D辐射方向图是三维辐射模式在特定平面上的投影，用于描述天线在该平面内辐射特性的图形表示。

6、结构尺寸规格Mechanical Specification

6.1 尺寸
尺寸越长增益越大，效率也越高；
Ipex头：一代（黄铜镀金或磷铜镀金）；
线径：1.13mm（1.37mm的线径衰减低些，成本高些）；
通常，套杆采用的是ABS材料，下固会采用ABS或PC材料（PC材料耐高温）。

6.2 RF线材规格书
内导体：材料“镀锡铜线”，总根数/单根外径7/0.08；
绝缘层：铁氟龙；（铁氟龙耐折）
外导体：屏蔽编织材料“镀锡铜线”，覆盖率90%；
护套层：铁氟龙；（铁氟龙耐折）

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