天线电路参数测量基本信息

中文名称	天线电路参数测量	外文名称	Antenna circuit parameter measurement
应用学科	通信

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天线电路参数测量常见问题

什么是集总参数电路和分布参数电路

简单的说，集总电路即为理想电路，所有元件均为理想元件，如理想运放即为一标准的线性放大器，放大倍数为无穷大而分布参数电路为实际运用中的电路，每一种元件并不是完美的，如电阻还存在电感，晶体管有结电容。导线...

下面图是天线隔离器的电路图

  天线隔离器除了可以消除因电网地线与有线电视网地线间电位差造成的液晶电视机的自燃、起火等危险，电视图像、伴音的交流干扰这些功能之外，还有一个重要功能，就是具有避雷功能，电容的特性是通交流阻...

Zigbee技术无线抄表系统中外围电路的作用（两个晶振电路一个天线电路）

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锅盖天线怎么设置参数

锅盖天线是不需要设置参数的，只需要选中自动搜索电台就可以了。进入自动搜索的方法如下：如果在菜单-节目设置里没有自动搜索，那就用遥控器 摁住信息键不放几秒钟看看有没有恢复出厂设置，如果没有再调出菜单，在...

怎么测量电路中的电流？

一、测量交流电流钳形电流表直接测量：选好预估电流档，不用断开线路，直接卡上即可读数。数字万用表测量：切断被测电路电源，将量程开关拨至ACA（交流）的合适量程，红表笔插入mA孔或10A孔,黑表笔插入CO...

无线模块|如何选择天线和设计天线电路

无线模块的通信距离是一项重要指标，如何把有效通信距离最大化一直是大家疑惑的问题。本文根据调试经验及对天线的选择与使用方法做了一些说明，希望对工程师快速调试通信距离有所帮助。

一、天线的种类

随着技术的进步，为了节省研发周期，不少厂商都推出各种各样的成品天线。然而如果工程师选择不当，不仅起不到应有的效果，反而会浪费很多时间与成本在排查调试上，得不偿失。本文将介绍常用的几种天线并结合在工程中的实际使用经验给出设计建议，以供大家参考。

接下来为大家介绍常用的天线种类：

（1） 板载PCB式天线：采用PCB蚀刻而成，成本低，但是性能有限，可调性好，可大批量用于蓝牙、WiFi无线通信模块。

（2） SMT贴片式：常用的有陶瓷天线，占用面积少，集成度高，容易更换，适用于对空间要求小的产品，但是该类型天线价格稍贵且带宽偏小。

（3） 外置棒状天线：性能好，无需调试，方便更换，增益高，适用于各种终端设备。

（4） FPC天线：通过馈线连接，安装自由，增益高，通常可以使用背胶贴在机器非金属外壳上，适用于性能要求高且外壳空间充足的产品上。

图1 常见天线

天线的作用是将射频信号辐射到自由空间，这时候选择合适的天线对于传输距离就有很大的影响。天线对周围环境很敏感，很多情况下会出现即使选择了合适的天线，也达不到预期的效果。由于有些客户对天线设计需要考虑的因素不清楚，这里我们给出在实际工程设计中的一些经验，便于客户更好地设计出自己的电路与PCB，增加项目的成功机会。

二、天线的选择

影响无线模块通信距离的首要参数是发射功率，无线模块的发射功率以及对应的理想传输距离在手册上均能查到，在确定了发射功率满足需求的前提下，然后考虑天线的选用和天线的方向性。

首先是天线的选用：

天线的主要指标包含以下几个：频率范围、驻波比SWR或VSWR、天线增益、极化方式和阻抗。频率范围按需选择；驻波比最好小于1.5；天线增益对传输距离也有影响；极化方式分为线性极化和圆极化；阻抗需要与无线模块的输出阻抗匹配，一般为50欧姆。这里要特别注意驻波比参数，购买天线后最好用网络分析仪测试一下SWR。

驻波比与回波损耗、传输功率的对照表如表 1所示。

表 1 驻波比与回波损耗、传输功率对照表

由上表可知，VSWR=1.5时，理论传输功率为96%，当VSWR=2时，传输功率只有88.9%，有的天线驻波比指标是小于2，选用天线的时候最好是驻波比小于1.5，可以得到较高的传输功率。

其次是天线的方向性：

天线都有方向性，指的是天线对空间不同方向具有不同的辐射或接收能力。衡量天线方向性通常使用方向图，图 2所示是一个频率范围从2400MHz到2500MHz天线的方向图。

图 2 天线的三维方向图

天线竖直放置时，红色最深的方向是天线辐射或接收能力最强的方向，所以在安装天线的时候，要尽可能往红色指向的方向去安装天线，这样才能保证足够好的信号质量。另外，金属平板对信号有屏蔽作用，所以发射，接收的方向上不要有金属平面。

也有一些天线的手册上给出的天线方向图是用二维图来表示的，分为H-Plane和E-Plane，如图 3所示。

图 3 天线的二维方向图

在测试无线模块相互通信时，天线的方向性必须要考虑，在通信空间没有遮挡且天线的方向对应最强辐射方向时，通信的距离可以达到最大。如果天线安装的不合适，会导致通信距离变短，甚至无法通信。

工程师在测试无线模块通信时，经常会遇到信号弱、通信距离没有达到手册中的说明或者丢包率高，在确定无线模块本身没问题的情况下，不妨先测试一下天线本身的性能，然后再按照天线信号辐射强的方向来测试，会得到更好的测试结果。

三、天线部分电路

1、 匹配电路设计

在原理图设计时，需要在天线与模块射频输出管脚预留一个π型网络。天线的阻抗受PCB的铺地、天线的安装以及周围的金属等因素影响，预留这个网络是为了在天线严重偏离50欧姆阻抗时，将其匹配至50欧姆。

X1，X2，X3都是电抗元件，如果天线是标准的50欧姆阻抗，那么X2，X3可以不焊接，X1接220PF电容或者0欧姆电阻。在PCB设计时，这三个器件已经尽量靠近模块的射频输出脚，并且连接的传输线短且直。匹配元件的周围1.5mm区域内不要铺地，以减少寄生参数对匹配电路的影响。

图3 匹配电路

2、 微带线设计

在PCB设计时，由于大部分的天线与模块的输出阻抗是50欧姆，为了尽量减少在传输过程中能量的反射，射频输出管脚到天线之间的PCB引线应为50欧姆的微带线。常用的板材为FR4（介电常数4.2-4.6），根据经验，当线宽约为微带线距离参考层距离的2.2倍时，微带线的特征阻抗约为50欧姆。具体设计时，建议使用微带线阻抗控制工具（ADS、txline等）来计算，并通过实际调试来完成微带线的设计。如下图所示，微带线下面的铺地层必须是完整的地，在微带线两侧需要多打接地过孔。

图3 微带线

3、 金属对天线的影响

如果天线附近有金属材料的物体时，金属能反射电磁波，不但会影响天线的实际使用空间，增加天线的损耗电阻，降低辐射效率，而且导致天线辐射性能的恶化。在安装天线时，要注意：

a：天线距离电池至少要有5mm；

b：天线距离屏蔽壳至少要有4mm；

c：在需要安装外壳的场合，不要在外壳表面使用具有金属成分的喷漆或者镀层。

看到这里，关于无线产品的天线设计技巧，你学到了吗？

分布参数电路简史

对分布参数电路的研究始于19世纪中叶。1856年物理学家开尔文针对当时利用海底电缆传送电报出现的信号延迟、畸变和变弱的现象，首先提出了海底电缆的理论，成为研究分布参数电路的先驱。1893年，英国工程师O.亥维赛利用J.C.麦克斯韦的自由空间电磁波理论,对二线传输线(包括同轴传输线)导引的电磁波,首次提出了简明而又普遍化的解释，从而全面地建立了传输线(长线)的经典理论。

电路与电工测量内容简介

本书为《电工技术培训读本》之一。

全书共分九章，包括直流电路、交流电路、线性动态电路、电工测量的基本知识、电流和电压的测量、功率和电能的测量、频率和相位的测量、电路参数的测量以及磁的测量等。内容力求深入浅出，通俗易懂，突出实用性，注意培养使用者分析和解决电路问题的能力，并使其熟练掌握电工测量的基本方法。每章有学习目标，提出具体的要求，书后有思考练习题，贯彻以培训为主的原则，不仅适用于具有初中以上文化程度、没有经过系统专业培训的从事电力系统运行与维护的人员使用，而且对于从事电气专业设计、安装、运行维修的电工和工程技术人员，也具有一定的参考价值。

备注：数据仅供参考，不作为投资依据。