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单端阻抗/驻波比(VSWR)/回波损耗之间关系 - 无图版

FDK --- 2025-05-28 16:04:43

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电压驻波比、反射系数、回波损耗

在入射波和反射波相位相同的地方振幅相加最大,形成波腹;而在入射波和反射波相位相反的地方振幅相减为最小,形成波节。传输线波腹电压Vmax与波谷电压幅度Vmin之比,称为驻波系数,也叫电压驻波比(VSWR)(简称驻波比)。

反射波和入射波的电压幅度之比叫作反射系数,即反射系数Γ=反射电压/入射电压。其数值≤1。

入射波和反射波的功率之比叫作回波损耗(Return Loss,也叫反射损耗),结果以对数形式的绝对值表示,即RL=10lg(入射波功率/反射波功率),单位是dB,一般是正值。


天线的输入阻抗、反射系数、驻波比与回波损耗之间的换算关系:

通过天线的输入阻抗可计算出反射系数:

(其中,Z0为与天线相连接的通信系统——通常指馈线的特性阻抗,工程上常用的特性阻抗值为50欧姆。)

通过反射系数,又可计算出驻波比与回波损耗:

可反推出:

回波损耗与反射系数又存在如下关系:


驻波比和回波损耗,以发射天线的角度来讲,表征了有源系统输出能量由于天线不是理想匹配而被反射回的能量多少。天线阻抗和馈线特性阻抗越接近,反射系数越小,驻波比越小(VSWR≥1,为1时匹配最好),回波损耗越大(RL≥0dB,为∞时匹配最好),匹配越好。在移动通信系统中,一般要求天线的驻波比VSWR小于1.5(内置天线通常要求小于2),回波损耗大于14dB。

注:在有些概念中,回波损耗也有直接用负数表示的,即用反射波和入射波功率之比的对数值表示且不取绝对值——注意与开头的概念进行区分,此时数值越小匹配越好。其实原理是一样的,为避免混乱,只需记住:回波损耗数值的绝对值越大,匹配越好;为0时全反射,匹配最差。

以下列出常见反射系数、驻波比与回波损耗对照表供大家参阅理解:

常见反射系数、驻波比与回波损耗对照表

在天线实际设计制作过程中,越小的驻波比意味着越精密的设计和加工工艺,也就是更高的成本。一个适当的驻波比要在损失能量与制造成本间折中权衡。

四、天线效率

天线的效率表征天线的能量转换效能,即天线的辐射功率Pr与输入功率Pin的比值,称之为天线效率。其数值恒小于1。

没有辐射出去的能量一部分反射回去,一部分是天线自身的损耗。如下图所示,辐射效率=8W/10W*100%=80% 。


automotive --- 2025-05-29 15:22:11

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学习拉,多谢
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