提高天线性能的 5 大技巧

5 个帮助您提高天线性能的关键要点

无论您的系统是用于无线通信、雷达，还是 EMI/EMC 测试，系统的性能水平都是由其中的天线决定的。系统天线的性能决定了系统的整体质量，最终可能会影响整个程序或应用软件的效率。本电子书介绍了 5 个旨在帮助您提高天线性能的关键要点。

了解您的天线，信赖您的系统

是德科技爱荷华卓越中心 (COE) 能够为需要用到合规测量服务的制造商和其他组织提供可溯源到 SI 的结果。该 COE 中心还可以按需提供灵活的校准能力，支持大量天线的校准。COE 运营了一 个 80 米 x 50 米的开放区域测试场地 (OATS)，该场地符合校准测试场地 (CALTS) 标准。凭借卓越的设施和数十年的深厚经验，是德科技能够针对您的特定需求（ANSI、CISPR、IEEE、MIL-STD、SAE），为您提供无与伦比的测量精度和可重复性。

目录

• 技巧 1 - 了解您的天线类型
• 技巧 2 - 全面表征天线性能
• 技巧 3 - 当心性能下降的累积
• 技巧 4 - 考虑物理和电气影响
• 技巧 5 - 选择一个获得全面认证的校准实验室

技巧 1 - 了解您的天线类型

天线主要分为两种类型 ：窄带天线和宽带天线。每种天线都有针对特定应用的属性。窄带天线只覆盖有限的频率范围和为数不多的几个信道。偶极子天线和标准增益喇叭就是窄带天线。对于这些基础设计，根据天线的尺寸计算增益因子比较容易。但是，计算出的增益系数并没有考虑适配器损耗，以及平衡 – 不平衡转换器和相连的其他器件。宽带天线覆盖的范围广、信道多。常见的宽带天线包括双锥天线 (bicon)、对数周期天线 (LPA)、双对数天线（双 LPA）和双脊波导喇叭天线。对于这些复杂的设计，即使借助复杂的建模软件，通过数学方式来推导增益系数也不是一件容易的事情。

技巧 2 - 全面表征天线性能

用于确定天线性能的几个重要属性包括 ：

• 增益系数——自由空间，远场和近场
• 辐射方向图
• 电压驻波比 (VSWR) 和回波损耗
• 极化——水平、垂直、圆形和自由空间
• 波束宽度——3 dB 或用户定义的宽度

在某些情况下，ANSI 和 CISPR 标准要求进行特定的测量，例如测量天线对称性或天线平衡。正确的天线校准从进行基本的功能检查开始，检查项目包括上述列表中的所有属性。

技巧 3 - 当心性能下降的累积

对于任何频繁使用的天线来说，随着时间的推移，其物理损耗和电气缺陷的累积会导致天线性能逐渐下降。恶劣天气、高强度的物理压力和长时间受到海雾侵蚀等等，这些都是较为常见的影响因素。还有许多导致性能下降的原因是不能通过目视检查来发现的。例如，表层下方的氧化、未对准的元器件、深度不一致的引脚、虚焊或受压的焊点、还有受损的连接器等等，都有可能导致性能下降。这类缺陷只有通过彻底的校准才会被发现。定期校准可以发现潜在的问题，从而帮助长期暴露于极端条件下的天线始终保持一致的性能。

技巧 4 - 考虑物理和电气影响

最常用的标准增益喇叭天线就是一个典型的例子。我们可以基于喇叭的开口尺寸来计算增益系数。但是，这种方法至少存在两个问题。

1. 增益喇叭本身可能有故障。
2. 连接的波导或电缆等器件可能存在物理或电气缺陷。

您可以先把一个已知单元与现场的单元相连，然后再测量插入损耗，通过这种方式来表征波导。左上方的迹线显示了两种响应 ：固定到已知良好单元的故障波导（红线）和两个功能单元的响应（蓝线）。从蓝线可以看出，即使是采用合格的波导，适配器也会造成大量损耗（在本例中大约为 0.73 dB）。

技巧 5 - 选择一个获全面认证的校准实验室

如果您没有用于内部天线校准的精密设备，那么可以求助于获得全面认证的校准实验室。在全球范围内，共有以下几种主要的天线校准标准：ANSI、CISPR、IEEE、MIL-STD 和 SAE。这些标准都指定了对设施、过程、设备和方法的关键要求 ：

• 场地方面：校准测试场地 (CALTS) 符合 CISPR 要求 ；归一化场地衰减(NSA) 符合 ANSI 要求
• 设备方面：ISO 17025 认可的校准，可溯源至相关国家标准机构
• 方法和过程方面：由认证机构进行独立审查和审核
• 实验室认证：ISO 9001，ISO 17025:2005，ANSI/NCSL Z540-1-1994，A2LA利用以上要求对校准提供商实施合规测量的能力进行评估。

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