天线阻抗测量
在本节中，我们将测量天线的阻抗有关。
如前所述，阻抗是天线工作在射频（高频）的基础。如果天线的阻抗是不是“关闭”的输电线路，那么很少的电力将天线（如果天线是用于在传输模式），或很少的电力传输将接收天线（如果在接收模式中使用）。因此，没有适当的阻抗（或阻抗匹配网络），出天线将无法正常工作。
在我们开始之前，我想指出的是，天线周围放置的对象将改变其辐射格局。因此，其输入阻抗将影响它周围是什么 - 即环境在天线测试。因此，最佳精度的测量阻抗应将最接近它的目的是操作的环境。例如，如果刀片天线（基本上是偶极子的形象一个桨） 是在机身顶部的一个aiprlane 利用，测试测量一个圆柱型的最大精度的金属物体上。长期驾驶点阻抗是在特定环境下测得的输入阻抗，并自阻抗在自由空间的天线阻抗，与周围没有对象，以改变其辐射模式。
幸运的是，阻抗测量是相当容易的，如果你有合适的设备。在这种情况下，合适的设备是一个矢量网络分析仪（VNA ）。这是一个测量工具，可以用来测量作为频率的函数的输入阻抗。另外，它可以绘制 S11（回波损耗）和驻波比。这些参数天线的阻抗随频率变化的功能。安捷伦8510 矢量网络分析仪如图1所示。
图1。流行的安捷伦（惠普）8510 VNA的。
假设我们要执行从400-500兆赫的阻抗测量。第一步是确保我们VNA 的指定工作在这个频率范围内。网络分析仪工作在指定的频率范围，进入低MHz 范围内（30 MHz 或左右）的成高千兆赫范围内（110 GHz 或左右，这取决于这是多么昂贵）。一旦我们知道我们的网络分析仪是合适的，我们可以移动。
下一步，我们需要校准VNA 的。这是比它听起来要简单得多。我们将采取的电缆我们使用探针（VNA 的连接到天线），并按照一个简单的程序，使效果电缆（传输线路法）校准。要做到这一点，通常是您的网络分析仪将提供了一个“CAL套件”，其中包含一个匹配的负载（50欧姆），开路负载和短路负载。我们期待通过菜单，在我们的网络分析仪和滚动，直到我们找到一个校准按钮，然后做说话是算数的。它将问你申请所提供的负载电缆的末尾，以便它知道，它会记录数据什么期望你的电缆。您将适用于3负载，因为它告诉你，然后你做。它很简单，你甚至都不需要知道你在做什么，只要按照VNA 的指示，它会处理所有的计算。 现在，连接VNA 的测试天线下。设置您是在对感兴趣的频率范围 VNA 的。如果你不知道怎么样，只是乱用它，直到你弄明白，只有这么多的按钮，你不能真正螺丝什么。
如果要求输出为一个S 参数（S11），那么你所测量的回波损耗。在这 VNA 的情况下，发送一个少量的电能的天线和措施功率是多少到VNA 反射回来。一个样品的结果（从开槽波导页）可能看起来像：
图
2。示例的S11测量。
请注意，S -参数基本上是反射系数的幅度。这取决于天线的阻抗以及VNA 的，通常是50欧姆的阻抗。因此，这种测量通常措施如何密切天线的阻抗是50欧姆。
另一种流行的输出是要测量的阻抗在史密斯圆图。史密斯圆图基本上是一个图形化的方式查看输入阻抗（或反射系数），很容易阅读。该中心的史密斯图表中表示反射系数为零，使天线到VNA 是完全匹配。周长史密斯圆图代表一个反射系数幅度为1（所有电源反映），说明该天线是非常糟糕到VNA 匹配。反射系数的幅度（小天线接收或发送正确）取决于如何从史密斯圆图的中心你。作为一个例子，考虑图3。在整个频率范围内测量反射系数史密斯圆图上画出。
图3。史密斯阻
抗测量与频率的走势图。
在图3中，黑色的圆形图是史密斯圆图。在该中心的黑点史密斯圆图是在哪个点会有反射系数为零，从而使天线的阻抗完全匹配发生器或接收器。红色弧形行测量。这是天线的阻抗，频率扫描，从2.7 GHz的至4.5 GHz。上线的每一个点代表在一个特定的阻抗频率。史密斯图赤道以上的点代表是感性的阻抗 - 他们有一个积极的电抗（虚部）。点下面的史密斯赤道图表示，电容的阻抗 - 他们有一个负的电抗（例如，阻抗会像ž= R - JX）
为了进一步解释图3，下面的图3赤道的蓝色圆点代表阻抗在f =4.5千兆赫。从原点的距离，使反射系数的幅度。数量级可以预计的反射系数有一个约0.25点以来，从产地到外的方式是25％的幅度周长。
随着频率的降低，阻抗的变化。在f =3.9 GHz的，我们有第二个蓝色阻抗测量点上。在这一点上，天线谐振，这意味着阻抗是完全现实的。扫描频率直到F =2.7千兆赫，生产点的轨迹（红色曲线）表示天线阻抗的频率范围内。在f =2.7 GHz的阻抗为感性，和反思系数为0.65左右，因为它是更接近中心的史密斯圆图的周长。
综上所述，史密斯圆图是一个有用的工具，观看的频率范围内的阻抗在一个简洁的形式。 最后，阻抗的幅度也可以通过测量被测量 VSWR （电压驻波比）。
VSWR 是一个反射系数的大小的功能，所以没有相位信息获得有关的阻抗（电阻分为电抗相对值）。然而，驻波比给出了一个快捷的方式估计多大的权力是由天线反射。因此，在天线的数据表，驻波比往往是指定在“驻波比：
总之，有很多方法来测量阻抗。这些方法往往反映功能从天线的电源。我们感兴趣的是天线的阻抗，使我们能够正确地传输天线的功率。
在下一节，我们将看看在缩尺模型测量。