关于天线传输馈线的基本知识

1、传输线的特性阻抗

无限长传输线上各处的电压与电流的比值定义为传输线的特性阻抗，用Ｚ0 表示。 同轴电缆的特性阻抗的计算公式为 ：Ｚ0＝〔60/√εr〕×Log ( D/d )    [ 欧]

式中：D 为同轴电缆外导体铜网内径；d  为同轴电缆芯线外径；εr为导体间绝缘介质的相对介电常数。通常Ｚ0  = 50 欧  ，也有Ｚ0  = 75 欧的。

由公式不难看出，馈线特性阻抗只与导体直径D和d以及导体间介质的介电常数εr有关，而与馈线长短、工作频率以及馈线终端所接负载阻抗无关.

2、馈线的衰减系数

信号在馈线里传输，除有导体的电阻性损耗外，还有绝缘材料的介质损耗。这两种损耗随馈线长度的增加和工作频率的提高而增加。因此，应合理布局尽量缩短馈线长度。

单位长度产生的损耗的大小用衰减系数 β 表示，其单位为 dB / m （分贝／米），电缆技术说明书上的单位大都用 dB / 100 m（分贝／百米）。

设输入到馈线的功率为Ｐ1 ，从长度为 L（m ） 的馈线输出的功率为Ｐ2 ，传输损耗TL可表示为：TL ＝ 10 ×Lg ( Ｐ1 /Ｐ2 )  ( dB )

衰减系数为：β  ＝ TL   / L   ( dB / m )

例如， NOKIA  7 / 8英寸低耗电缆， 900MHz 时衰减系数为 β  ＝ 4.1  dB / 100 m ，也可写成β  ＝ 3  dB / 73  m ， 也就是说， 频率为 900MHz 的信号功率，每经过 73 m 长的这种电缆时，功率要少一半。

而普通的非低耗电缆，例如， SYV-9-50-1， 900MHz 时衰减系数为 β  ＝ 20.1  dB / 100 m ，也可写成 β  ＝ 3  dB / 15 m ， 也就是说， 频率为 900MHz 的信号功率，每经过15 m 长的这种电缆时，功率就要少一半。

3、匹配概念

什么叫匹配？简单地说，馈线终端所接负载阻抗ＺL 等于馈线特性阻抗Ｚ0 时，称为馈线终端是匹配连接的。匹配时，馈线上只存在传向终端负载的入射波，而没有由终端负载产生的反射波，因此，当天线作为终端负载时，匹配能保证天线取得全部信号功率。当天线阻抗为50欧时，与50欧的电缆是匹配的，而当天线阻抗为80欧时，与50欧的电缆是不匹配的。
如果天线振子直径较粗，天线输入阻抗随频率的变化较小，容易和馈线保持匹配，这时天线的工作频率范围就较宽。反之，则较窄。在实际工作中，天线的输入阻抗还会受到周围物体的影响。为了使馈线与天线良好匹配，在架设天线时还需要通过测量，适当地调整天线的局部结构，或加装匹配装置。

4、反射损耗

前面已指出，当馈线和天线匹配时，馈线上没有反射波，只有入射波，即馈线上传输的只是向天线方向行进的波。这时，馈线上各处的电压幅度与电流幅度都相等，馈线上任意一点的阻抗都等于它的特性阻抗.

而当天线和馈线不匹配时，也就是天线阻抗不等于馈线特性阻抗时，负载就只能吸收馈线上传输的部分高频能量，而不能全部吸收，未被吸收的那部分能量将反射回去形成反射波。

5、电压驻波比

在不匹配的情况下, 馈线上同时存在入射波和反射波。在入射波和反射波相位相同的地方，电压振幅相加为最大电压振幅Ｖmax ，形成波腹；而在入射波和反射波相位相反的地方电压振幅相减为最小电压振幅Ｖmin ，形成波节。其它各点的振幅值则介于波腹与波节之间。这种合成波称为行驻波。

反射波电压和入射波电压幅度之比叫作反射系数，记为 R

          反射波幅度            （ＺL－Ｚ0）
R ＝  ─────        ＝  ───────
           入射波幅度            （ＺL＋Ｚ0 ）

波腹电压与波节电压幅度之比称为驻波系数，也叫电压驻波比，记为 VSWR

                        波腹电压幅度Ｖmax          （1 + R）
VSWR ＝ ───────────── ＝  ────  
                        波节电压辐度Ｖmin          （1 - R）

终端负载阻抗ＺL 和特性阻抗Ｚ0 越接近，反射系数 R 越小，驻波比VSWR 越接近于１，匹配也就越好。