天線在EMC、RF測試中運用介紹

天線在EMC、RF測試，測量中運用相當(dāng)普遍，常用天線如下：

1、雙錐天線：

常用于RSE替代法測試。

常用工作頻段：30MHz~300MHz

2、對數(shù)天線：

常用于輻射場地NSA校準(zhǔn)。

常用工作頻段：30MHz~1GHz

3、對數(shù)周期天線：

常用于輻射騷擾/輻射雜散低頻測試。

常用工作頻段：30MHz~3GHz

4、三環(huán)天線：

常用于燈具產(chǎn)品磁場輻射測試。

常用工作頻段：9KHz~30MHz

5、喇叭天線：

常用于輻射騷擾/輻射雜散高頻測試。

常用工作頻段：1GHz~18GHz

6、偶極子天線：

常用于場地衰減和天線系數(shù)的測量中。

常用工作頻段：30MHz~4GHz

7、環(huán)天線：

常用于低頻磁場測試。

常用工作頻段：9KHz~30MHz

在進行EMC和RF測試中，以下的幾個基本概念需要有所掌握：

1、天線的極化方向

經(jīng)常有客戶問什么是垂直什么是水平啊，天線向周圍空間輻射電磁波。電磁波由電場和磁場構(gòu)成。人們規(guī)定：電場的方向就是天線極化方向。一般使用的天線為單極化的。下圖示出了兩種基本的單極化的情況

2、波瓣寬度

波束寬度指的是在天線峰值響應(yīng)的方向上，兩個半功率點之間的角度，波束寬度有Ｅ面和H面兩個分量，兩者不一定完全相等，如果某一天線的增益設(shè)計為正，則它的波束寬度和增益常常正好相反。方向圖通常都有兩個或多個瓣，其中輻射強度最大的瓣稱為主瓣，其余的瓣稱為副瓣或旁瓣。在主瓣最大輻射方向兩側(cè)，輻射強度降低3 dB（功率密度降低一半）的兩點間的夾角定義為波瓣寬度（又稱波束寬度或主瓣寬度或半功率角）。波瓣寬度越窄，方向性越好，作用距離越遠，抗干擾能力越強。

3、天線增益

增益是指：在輸入功率相等的條件下，實際天線與理想的輻射單元在空間同一點處所產(chǎn)生的信號的功率密度之比。它定量地描述一個天線把輸入功率集中輻射的程度。增益顯然與天線方向圖有密切的關(guān)系，方向圖主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。可以這樣來理解增益的物理含義- - 為在一定的距離上的某點處產(chǎn)生一定大小的信號，如果用理想的無方向性點源作為發(fā)射天線，需要100W的輸入功率，而用增益為G = 13 dB = 20 的某定向天線作為發(fā)射天線時，輸入功率只需100 / 20 = 5W。換言之，某天線的增益，就其最大輻射方向上的輻射效果來說，與無方向性的理想點源相比，把輸入功率放大的倍數(shù)。

4、天線系數(shù)(AF)

自由空間中的天線系數(shù)是天線本身固有的參數(shù)。天線系數(shù)表示了天線的輻射場與天線輸入電壓之間的關(guān)系，AF與增益有以下關(guān)系：

AF=E/U

(E-入射到接收天線參考平面上均勻平面波的電場強度；U-接收天線輸出電壓)

5、帶寬

帶寬指的是天線的頻率覆蓋范圍，如果帶寬以天線額定頻率范圍的一部分來表示的話，非諧振天線的帶寬大于諧振天線的帶寬，低增益天線的帶寬大于高增益天線的帶寬，用于寬帶的，平衡不平衡轉(zhuǎn)換器或匹配網(wǎng)絡(luò)的天線，其帶寬比天線系數(shù)的影響更大。

6、阻抗

天線的阻抗通?？紤]很少，因為所有的EMC測試設(shè)備的負(fù)載阻抗均設(shè)計為50Ω，EMC天線的阻抗通常也在其頻率范圍內(nèi)設(shè)計為感校準(zhǔn)為接近50Ω，但是，測試人員也應(yīng)該意識阻抗不匹配所帶來的可能問題，尤其是低頻磁場環(huán)天線，天線的阻抗往往隨頻率而變，但許多低頻環(huán)天線并沒有匹配網(wǎng)絡(luò)去補償這種變化。

7、駐波比（VSWR）

駐波比是衡量兩個RF設(shè)備阻抗是否匹配的間接參數(shù)。VSWR對大多數(shù)用戶來說都非常重要，這有幾個復(fù)雜原因，簡單地說，在通常情況下，饋線表現(xiàn)出來的阻抗是饋線的額要阻抗和負(fù)載阻抗之和，因此，在饋線兩端就可能出現(xiàn)阻抗的不匹配，這樣，大多數(shù)信號都將在負(fù)載處反射，然后，再沿著饋線在源處再次反射，當(dāng)需要精確測量的時候，或當(dāng)信號源對阻抗不匹配很敏感的時候，或當(dāng)饋線的損耗很重重的時候，VSWR都將成為一個問題。

8、尺寸

尺寸是一個很重要的天線特性，天線需要控制和移動就限制了天線的實際尺寸大小，需要在屏蔽室內(nèi)使用天線也限制了天線的最大尺寸，需要減小對地或?qū)χ車矬w不希望有的耦合也將影響尺寸，但相反地，希望天線有好的低頻響應(yīng)，增益高或帶寬寬，就要增大天線的尺寸。