天线的阻抗分析与测试

在一般天线制作中，由于阻抗关系到天线的匹配，也就关系到天线的驻波，所以，通常把驻波调小，阻抗也就基本正确了。在天线的工程检验中，通常也只需要关心驻波比就可以了。

但是在研制、生产天线时，为了明确调试的方向，提高调试的速度和精度，需要测试天线的阻抗。

阻抗和驻波不同，通常说的驻波是标量参数，它与相位没有什么关系。而阻抗是矢量参数，它与相位有直接的关系。测阻抗其实就是测反射的相位，相位测量的准确度关系到阻抗的准确度。

但是，我们通常很难把天线的馈电点直接连接到仪器上，只能把仪器接在馈线的另一端。而馈线是有长度的，信号经过馈线，相位就会变化。例如，10MHz的信号，波长是30米。这个信号经过电长度为7.5米的馈线，相位就要移动90度。在测试时，信号两次经过了馈线，相位就会移动180度。通俗的说，如果天线是容性的，测出来就是感性。如果天线是感性的，测出来就是容性。

馈线长度较短时，相位移动会少一些，造成的误差减少。但是，短波天线架设得一般都比较高，馈线总是比较长的。即使1米长的馈线，在10MHz也会导致30度左右的总相移，测试结果仍然是完全错误的。可不可以用电长度为二分之一波长的馈线来让相位刚好转360度，从而消除影响呢?原理上当然没问题，但是，准备二分之一的馈线是件麻烦事，其次，由于每个频率的波长不一样，所以只有特定频率能刚好转360度，也就是说测试结果只能在特定频率有效。

测试天线的阻抗时，就必须要想其它办法。以下是一个例子：

首先看相位，测馈线电长度。如果有条件把馈线从天线上取下最好，如果不能取下，找远离天线谐振点的频率来读取就行了，这里测得馈线电长度约5.29米。

如果要求严格的话，可以再测出馈线的损耗。如果能用双端口法最好，如果不方便，也可以用单端口，取损耗的较小处，这里测得约1.1dB@109MHz。

然后我们先看看假设不消除馈线影响，得到什么结果(天线是144MHz的)

这是圆图

这是阻抗

如果不牢记“有馈线则不准”原则，很容易被上述错误的数据欺骗。

现在我们来把馈线消掉。首先把刚才测得的馈线电长度和损耗(回损的二分之一)告诉仪器

然后得到基本正确的测量结果。

这是修正以后的相位

这是修正以后的圆图

这是修正以后的阻抗

差别很大吧!如果按照没有修正的结果来调试天线，就有可能南辕北辙了。

用馈线补偿的方法来消除误差，可以得到基本准确的结果，能满足一般需要。如果想精确的消除馈线影响，可以在馈线末端校准，正规的矢量天线分析仪都带有校准功能。

这篇文章之所以没有用校准的方法来消去馈线，是为了更直观的体现馈线对相位的影响及其消除的原理。在制作天线时，原则上应该在天线的馈电点测量。以前这种测量很困难，现在不必真的在馈电点去测，就能够推算出在馈电点测量时的数据。如果天线前面存在巴伦或阻抗变换器，也可以在巴伦或者阻抗变换器的端口上测量，但最好的办法是把仪器接在这些变换器前面，然后在变换器后面进行校准。校准正确的情况下，短路或开路反射相频特性应当是一个比较稳定的角度。此时再接到天线的馈电点，就能反映真实的情况。

　　审核编辑：汤梓红