天線駐波比（VSWR）的深度解析

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)一步對天線駐波比逐一詳 解 。

天線駐波 比 ，縮寫為VSWR和SW R 。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到天線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**。

SW R = 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 。**

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

要測量駐波比需要一臺(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。

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**。

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 ，這樣信號會(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 ，反向信號和正向信號疊加后**，電波就像駐留在天線上一樣**，稱之為駐 波 。此時(shí)可以測出電波最大能量與最小能量的比值**，稱之為駐波比**（SW R ），通常用電壓駐波比VSWR來表示**。

因為駐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到天線系統(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VSW R ＝ 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 。**