通常對某個頻點上的阻抗匹配可利用SMITH圓圖工具進行, 兩個器件肯定能搞定, 即通過串+并聯(lián)電感或電容即可實現(xiàn)由圓圖上任一點到另一點的阻抗匹配, 但這是單頻的。而手機天線是雙頻的, 對其中一個頻點匹配,必然會對另一個頻點造成影響, 因此阻抗匹配只能是在兩個頻段上折衷.
在某一個頻點匹配很容易,但是雙頻以上就復(fù)雜點了。因為超聲波液位計在900M完全匹配了,那么1800處就不會達(dá)到匹配,要算一個適合的匹配電路。最好用仿真軟件或一個點匹配好了,在
網(wǎng)絡(luò)分析儀上
的 S11參數(shù)下調(diào)整,因為雙頻的匹配點肯定離此處不會太遠(yuǎn)。,只有兩個元件匹配是唯一的,但是 pi 型網(wǎng)絡(luò)匹配,就有無數(shù)個解了。這時候需要仿真來挑,最好使用經(jīng)驗。
仿真工具在實際過程中幾乎沒什么用處。因為仿真工具是不知道你元件的模型的。你必須要輸入實際元件的模型,也就是說各種分布參數(shù),你的結(jié)果才可能與實際相符。一個實際電感器并不是簡單用電感量能衡量的,應(yīng)該是一個等效網(wǎng)絡(luò)來模擬。本人通常只會用仿真工具做一些理論的研究。
實際設(shè)計中,要充分明白Smith圓圖的原理,然后用網(wǎng)絡(luò)分析儀的圓圖工具多調(diào)試。懂原理讓你定性地知道要用什么件,多調(diào)是要讓你熟悉你所用的元件會在實際的圓圖上怎么移動。(由于分布參數(shù)及元件的頻率響應(yīng)特性的不同,實際件在圓圖上的移動和你理論計算的移動會不同的)。
雙頻的匹配的確是一個折衷的過程。你加一個件一定是有目的性的。以GSM、DCS雙頻來說,你如果想調(diào)GSM而又不太想改變DCS,你就應(yīng)該選擇串連電容、并聯(lián)電感的方式。同樣如果想調(diào)DCS,你應(yīng)該選擇串電感、并電容。
記住,匹配電路雖然能降低反射,但同時會引入損耗。有些情況,雖然駐波比好了,但天線系統(tǒng)的效率反而會降低。所以匹配電路的設(shè)計是有些忌諱的,串聯(lián)電感一般不大于5.6nH。還有,當(dāng)天線的反射本身比較大,帶寬不夠,在smith圖上看到各頻帶邊界點離圓心的半徑很大,一般加匹配是不能改善輻射的。
天線的反射指標(biāo)(VSWR,return loss)在設(shè)計過程中一般只要作為參考。關(guān)鍵參數(shù)是傳輸性參數(shù)(如效率,增益等)。有人一味強調(diào)return loss,一張口要-10dB,駐波比要小于1.5,其實沒有意義。我碰到這種人,我就開玩笑說,你只要反射指標(biāo)好,我給你接一個50歐姆的匹配電阻好了,那樣駐波小于1.1啊,至于你手機能不能工作我就不管了!
SWR駐波比僅僅說明端口的匹配程度,即阻抗匹配程度。匹配好,SWR小,天線輸入端口處反射回去的功率小。匹配不好,反射回去的功率就大。至于進入天線的那部分功率是不是輻射了,你根本不清楚。天線的效率是輻射到空間的總功率與輸入端口處的總功率之比。所以SWR好了,無法判斷天線效率一定就高(拿一個50ohm的匹配電阻接上,SWR很好的,但有輻射嗎?)。但是SWR不好了,反射的功率大,可以肯定天線的效率一定不會高。SWR好是天線效率好的必要條件而非充分條件。SWR好并且輻射效率(radiation efficiency)高是天線效率高的充分必要條件。當(dāng)SWR為理想值(1)時,端口理想匹配,此時天線效率就等于輻射效率。
當(dāng)今的超聲波液位計,天線的空間壓縮得越來越小,是犧牲天線的性能作為代價的。對于某些多頻天線,甚至VSWR達(dá)到了6。以前大家比較多采用外置天線,平均效率在50%算低的,現(xiàn)在50%以上的效率就算很好了!見過幾個超聲波液位計內(nèi)置天線的測試報告,天線效率基本都在30-40%左右,當(dāng)時覺得實在是夠差的(比我設(shè)計的微帶天線而言),現(xiàn)在看來還是湊合的了。不過實際工程中,好像都把由于S11造成的損耗和匹配電路的損耗計在效率當(dāng)中了,按天線原理,只有介質(zhì)損耗(包括基板引起的和手機內(nèi)磁鐵引起的)和金屬損耗(盡管很。┦窃谔炀損耗中的,而回?fù)p和匹配電路的損耗不應(yīng)該記入的。不過工程就是工程啊,這樣容易測試啊http://www.hiaddragon.cn/