射频/微波天线：理解天线基础与关键指标

"该资源主要涉及射频/微波天线领域的知识，特别是关于天线的基础指标、设计和测量参数的定义。" 在射频/微波通信领域，天线是至关重要的组成部分，用于发送和接收无线电信号。本资料详细介绍了天线的一些核心概念，包括： 1. **天线增益(G)**: 定义为实际天线接收到的功率密度与全向性天线在同一条件下接收到的功率密度之比。公式为 \( G = \frac{P_r}{P_i} \)，其中 \( P_r \) 是被测天线接收到的功率密度，\( P_i \) 是全向性天线接收到的功率密度。 2. **天线输入阻抗(Zin)**: 表示天线馈入点的电压与电流之比，理想情况下，天线应与馈线匹配，以减少信号反射。输入驻波比（VSWR）和反射系数（Γ）也是衡量匹配程度的重要参数。 3. **辐射效率(ηr)**: 定义为天线实际辐射出的功率与馈入天线的功率之比，反映了天线转换射频能量为电磁波的能力。 4. **辐射方向图**: 描述了天线在空间中不同方向的辐射强度，通常用极坐标表示，包含半功率角，即天线主瓣两侧功率降低到最大值一半时的角度。 5. **半功率角**: 辐射方向图中，天线辐射强度下降到最大值的一半时的波束宽度，分为电场定义和功率定义两种情况。 6. **旁瓣(SLL)**: 主瓣之外的副瓣，旁瓣的高度（SLL）是指最大旁瓣相对于主瓣功率的差值，第一零点波束宽度（FNBW）则指辐射功率首次降至零点时的波束宽度。 此外，资料还提到了几种常见的天线类型，如单极天线、对称阵子天线、喇叭天线、抛物面天线和微带天线，这些都是射频/微波通信中广泛使用的天线结构。例如，偶极天线和单极天线的方向系数（D）通常接近1.5或1.76dB，而抛物面天线则因其聚焦特性在定向传输中表现出高增益。 对于天线设计，ADS仿真工具是常用的辅助手段，通过仿真可以预测天线性能，优化天线结构，确保在实际应用中达到预期效果。在设计过程中，理解并掌握上述天线参数至关重要，它们直接关系到无线通信系统的覆盖范围、信号质量和能效。