天線有眾多重要參數(shù)，我們之前已經(jīng)介紹了方向圖、極化、增益等，本期我們將圍繞天線的另一個(gè)參數(shù)駐波比展開，它不是一種固定參數(shù)，無論是在使用前還是使用中，這個(gè)參數(shù)的變化關(guān)乎著天線的實(shí)際表現(xiàn)，我們進(jìn)一步對(duì)天線駐波比逐一詳解。

天線駐波比的定義

天線駐波比，縮寫為VSWR和SWR。天線的電壓駐波比是把天線作為無耗傳輸線的負(fù)載時(shí)，在沿傳輸線產(chǎn)生的電壓駐波圖形上，其最大值與最小值之比。

駐波比的產(chǎn)生，是由于入射波能量傳輸?shù)教炀€輸入端并未被全部吸收(輻射)產(chǎn)生的反射波迭加而形成的。VSWR越大，反射越大，匹配越差。在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，一般要求駐波比小于1.5。

我們可以直接看上圖。駐波比是一個(gè)數(shù)值，用來表示天線和電波發(fā)射機(jī)是否匹配。如果 SWR 的值等于1，則表示發(fā)射傳輸給天線的電波沒有任何反射，全部發(fā)射出去，這是最理想的情況。如果SWR 值大于1， 則表示有一部分電波被反射回來，最終變成熱量，使得饋線升溫。被反射的電波在發(fā)射臺(tái)輸出口也可產(chǎn)生相當(dāng)高的電壓，有可能損壞發(fā)射機(jī)。天線駐波比的意義是天饋線與發(fā)射機(jī)匹配程度的指標(biāo)。不一定追求1.1以下的駐波比，一般1.5以下也夠了。

天線駐波比的公式

SWR=R/r=(1+K)/(1-K)反射系數(shù)K=(R-r)/(R+r)(K為負(fù)值時(shí)表明相位相反)公式中R和r分別是輸出阻抗和輸入阻抗。當(dāng)兩個(gè)阻抗數(shù)值一樣時(shí)，即達(dá)到完全匹配，反射系數(shù)K等于0，駐波比為1。這是一種理想的狀況，實(shí)際上總存在反射，所以駐波比總是大于1的。 除了這個(gè)公式外，下面這個(gè)也可以定義駐波比：VSWR=Vmax / Vmin饋線上波腹電壓/饋線上波節(jié)電壓，是指駐波最大電平和最小電平的比值，大小從1:1(完全匹配)到無限。

天線駐波比的測(cè)試

作為天線的一個(gè)參數(shù)，當(dāng)然需要了解如何進(jìn)行測(cè)量，在這里介紹一種較為簡易的辦法，適合在一般條件下進(jìn)行測(cè)試。

要測(cè)量駐波比需要一臺(tái)掃頻儀，接法如圖1，先將饋線的終端(近天線系統(tǒng)一端)短路，此時(shí)由于掃頻儀輸出的信號(hào)在饋線的終端形成全反射，觀察其全反射波形如圖2曲線的最大幅度為a，然后將天線接入饋線的終端，此時(shí)掃頻儀上在工作頻率范圍內(nèi)觀察到的最大幅度為b如圖3，先求出反射系數(shù)P=b/a，然后可用式S=1+P/1-P求出駐波比，式中的S表示駐波比。測(cè)試出來的駐波比，會(huì)有一定的范圍，下面可以可根據(jù)不同的數(shù)值，總結(jié)歸納的一般情況下此數(shù)值的實(shí)際意義。可左右滑動(dòng)了解。

天線駐波比和阻抗的關(guān)系根據(jù)第二部分的公式，天線的駐波比與其阻抗密切相關(guān)，在這里我們一并進(jìn)行解析。我們都知道天線系統(tǒng)由不同部分組成，例如收發(fā)信機(jī)和饋線、饋線和天線、天線和自由空間之間都會(huì)有阻抗差異，射頻信號(hào)經(jīng)過這些結(jié)合處的時(shí)候，如果差異巨大，稱之為阻抗失配，表示一部分的能量被反射回去。目前一般使用50歐姆的饋線進(jìn)行發(fā)射信號(hào)，這樣信號(hào)會(huì)完全通過天線輻射出去。

天線駐波比和阻抗的關(guān)系也很清楚，在阻抗失配的時(shí)候，饋線上會(huì)形成反射波，反向信號(hào)和正向信號(hào)疊加后，電波就像駐留在天線上一樣，稱之為駐波。此時(shí)可以測(cè)出電波最大能量與最小能量的比值，稱之為駐波比(SWR)，通常用電壓駐波比VSWR來表示。

VSWR=1就是好天線嗎?

因?yàn)轳v波比也是天線的考量之一，但是天線的好壞并不能單看駐波比，天線駐波比很低并不意味著天線性能很好，還需要考慮到其他參數(shù)。例如一部分會(huì)覺得VSWR=1都會(huì)是好天線，只能說明發(fā)射機(jī)的能量可以有效地傳輸?shù)教炀€系統(tǒng)。但是這些能量是否能有效地輻射到空間，那是另一個(gè)問題。

一副按理論長度作制作的偶極天線，和一副長度只有1/20的縮短型天線，只要采取適當(dāng)措施，它們都可能做到VSWR=1，但發(fā)射效果肯定大相徑庭，不能同日而語。VSWR數(shù)值相同時(shí)，天線系統(tǒng)的狀態(tài)有很多種可能性，因此兩根天線之間僅用VSWR數(shù)值來做簡單的互相比較沒有太嚴(yán)格的意義。

審核編輯：湯梓紅