欧阻抗天线设计

常见的射频同轴电缆绝大部分是５０Ω特性阻抗的，这是为什么呢？
通常认为导体的截面积越大损耗就越低，但事实并非完全如此。

同轴电缆的每单位长度的损耗是ｌｏｇＤ/ｄ的函数，也就是说和电缆的特性阻抗有关。

经过计算可以发现，当同轴电缆的特性阻抗为７７Ω时，单位长度的损耗最低。

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L4 G% y, F1 l6 t) E; Q0 W
对于同轴电缆的最大承受功率，通常认为内外导体的间距越大，则同轴电缆可承受电压越高，即承受功率越大，但实际上也不完全准确。

同轴电缆的最大承受功率同样与其特性阻抗有关。

可以计算出当同轴电缆的特性阻抗为３０Ω时，其承受的功率最大。

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为了兼顾最小的损耗和最大的功率容量，应该在７７Ω和３０Ω之间找一个适当的数值。

二者的算术平均值为５３．５Ω，而几何平均值为４８．０６Ω；选取５０Ω的特性阻抗可以做到二者兼顾。

此外，５０Ω阻抗的连接器也更加容易设计和加工。

绝大部分应用于通信领域的射频电缆的特性阻抗是５０Ω；在广播电视中则用到７５Ω的电缆。

大部分的测试仪器都是５０Ω的阻抗，如果要测量７５Ω阻抗的器件，可以通过一个５０～７５Ω的阻抗变换器来进行阻抗匹配，但是需要注意这种阻抗变换器有约５．７ｄＢ的插入损耗
1/ 1。

50欧阻抗天线设计两层板（双面板）如何控制50欧特性阻抗的设计技巧我们都知道，在射频电路的设计过程中，走线保持50欧姆的特性阻抗是一件很重要的事情，尤其是在Wi-Fi产品的射频电路设计过程中，由于工作频率很高（2.4GHz或者5.8GHz），特性阻抗的控制就显得更加重要了。

如果特性阻抗没有很好的控制在50欧姆，那么将会给射频工程师的工作带来很大的麻烦。

什么是特性阻抗?是指当导体中有电子”讯号”波形之传播时，其电压对电流的比值称为”阻抗Impedance”。

由于交流电路中或在高频情况下，原已混杂有其它因素(如容抗、感抗等)的”Resistance”，已不再只是简单直流电的”欧姆电阻”(OhmicResistance)，故在电路中不宜再称为”电阻”，而应改称为”阻抗”。

不过到了真正用到”Impedance阻抗”的交流电情况时，免不了会造成混淆，为了有所区别起见，只好将电子讯号者称为”特性阻抗”。

电路板线路中的讯号传播时，影响其”特性阻抗”的因素有线路的截面积，线路与接地层之间绝绿材质的厚度，以及其介质常数等三项。

目前已有许多高频高传输速度的板子，已要求”特性阻抗”须控制在某一范围之内，则板子在制造过程中，必须认真考虑上述三项重要的参数以及其它配合的条件。

两层板如何有效的控制特性阻抗？在四层板或者六层板的时候，我们一般会在顶层（top）走射频的线，然后再第二层会是完整的地平面，这样顶层和第二层的之间的电介质是很薄的，顶层的线不用很宽就可以满足50欧姆的特性阻抗（在其他情况相同的情况下，走线越宽，特性阻抗越小）。

但是，在两层板的情况下，就不一样了。

两层板时，为了保证电路板的强度，我们不可能用很薄的电路板去做，这时，顶层和底层（参考面）之间的间距就会很大，如果还是用原来的办法控制50欧姆的特性阻抗，那么顶层的走线必须很宽。

例如我们假设板子的厚度是39.6mil(1mm)，按照常规的做法，在Polar中设计，如下图线宽70mil，这是一个近乎荒谬的结论，简直令人抓狂。

欧阻抗天线设计Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】两层板（双面板）如何控制50欧特性阻抗的设计技巧我们都知道，在射频电路的设计过程中，走线保持50欧姆的特性阻抗是一件很重要的事情，尤其是在Wi-Fi产品的射频电路设计过程中，由于工作频率很高（或者），特性阻抗的控制就显得更加重要了。

如果特性阻抗没有很好的控制在50欧姆，那么将会给射频工程师的工作带来很大的麻烦。

什么是特性阻抗是指当导体中有电子”讯号”波形之传播时，其电压对电流的比值称为”阻抗Impedance”。

由于交流电路中或在高频情况下，原已混杂有其它因素(如容抗、感抗等)的”Resistance”，已不再只是简单直流电的”欧姆电阻”(OhmicResistance)，故在电路中不宜再称为”电阻”，而应改称为”阻抗”。

不过到了真正用到”Impedance阻抗”的交流电情况时，免不了会造成混淆，为了有所区别起见，只好将电子讯号者称为”特性阻抗”。

电路板线路中的讯号传播时，影响其”特性阻抗”的因素有线路的截面积，线路与接地层之间绝绿材质的厚度，以及其介质常数等三项。

目前已有许多高频高传输速度的板子，已要求”特性阻抗”须控制在某一范围之内，则板子在制造过程中，必须认真考虑上述三项重要的参数以及其它配合的条件。

两层板如何有效的控制特性阻抗在四层板或者六层板的时候，我们一般会在顶层（top）走射频的线，然后再第二层会是完整的地平面，这样顶层和第二层的之间的电介质是很薄的，顶层的线不用很宽就可以满足50欧姆的特性阻抗（在其他情况相同的情况下，走线越宽，特性阻抗越小）。

但是，在两层板的情况下，就不一样了。

两层板时，为了保证电路板的强度，我们不可能用很薄的电路板去做，这时，顶层和底层（参考面）之间的间距就会很大，如果还是用原来的办法控制50欧姆的特性阻抗，那么顶层的走线必须很宽。

lte定向天线的输入阻抗LTE定向天线的输入阻抗是指天线在接收或发送信号时，所需的输入阻抗大小。

在LTE系统中，定向天线是一种重要的天线类型，它可以提高信号的传输效率和覆盖范围。

因此，了解LTE定向天线的输入阻抗对于优化LTE系统的性能非常重要。

LTE定向天线的输入阻抗通常由两个参数来描述：阻抗大小和相位。

阻抗大小是指天线输入端的电阻大小，通常用欧姆（Ω）来表示。

相位是指天线输入端的电压和电流之间的相位差，通常用角度（°）来表示。

在LTE系统中，输入阻抗的大小和相位对于信号的传输质量和天线的效率都有很大的影响。

LTE定向天线的输入阻抗大小通常在50Ω左右，这是因为LTE系统的基带信号是以50Ω的阻抗为标准设计的。

如果天线的输入阻抗大小与50Ω不匹配，就会导致信号的反射和损耗，从而影响信号的传输效率和覆盖范围。

因此，在设计LTE定向天线时，需要考虑输入阻抗的大小，以确保天线与系统的匹配性。

另外，LTE定向天线的输入阻抗相位也非常重要。

在LTE系统中，天线的输入阻抗相位需要与系统的基带信号相位匹配，以确保信号的传输质量和天线的效率。

如果输入阻抗相位与基带信号相位不匹配，就会导致信号的相位失真和干扰，从而影响信号的传输效率和覆盖范围。

为了确保LTE定向天线的输入阻抗匹配，通常需要进行天线调试和优化。

在天线调试过程中，可以通过改变天线的结构和参数来调整输入阻抗大小和相位，以达到最佳的匹配效果。

同时，还可以使用天线测试仪器来测量天线的输入阻抗，以确保天线与系统的匹配性。

总之，LTE定向天线的输入阻抗是影响信号传输质量和天线效率的重要因素。

在设计和调试LTE定向天线时，需要考虑输入阻抗的大小和相位，以确保天线与系统的匹配性。

通过合理的设计和调试，可以提高LTE系统的性能和覆盖范围，为用户提供更好的通信体验。

形形色色的J型天线J型天线的特点：J型天线又叫波兰人天线，其特点是辐射仰角极低，且有一定的增益，效率是1/4 GP天线的二倍。

增益有3-4.5DB. J型天线上边的1/2部分是辐射段，下边的1/4部分是匹配段。

调整好的J型天线的阻抗为纯阻50欧，可直接与50Ω同轴电缆连接。

由于其取材容易制作简单，得到了许多HAM的喜欢。

见图一、图一A ：馈电点的接法：50Ω同轴电缆的芯线接长边馈电点，外皮接短边馈电点。

驻波的调整：J型天线SWR受环境的影响较大，馈电点的位置一定要用驻波表在实际安装位置来调整。

J型天线计算：根据图一用软件计算的J型天线的各部尺寸：( 米 )频率 A B C D7.0500 30.480 10.116 0.994 0.95114.175 15.161 5.032 0.494 0.47221.400 10.040 3.331 0.326 0.31428.200 7.620 2.530 0.250 0.23829.600 7.260 2.411 0.238 0.22650.000 4.298 1.426 0.140 0.134145.00 1.481 0.491 0.049 0.046435.00 0.494 0.165 0.015 0.015J型天线还有很多的形式，详见图二到图八，天线的形式也还在不断的变化之中，希望大家举一反三，不断添加，创造出中国人自己的天线。

图一：标准J型天线增益=3db图一A：馈电点的接法J型天线的各种变形：图二：V/U双段J型天线由单频段J型天线发展而来，双段匹配的馈电方式由两段50Ω同轴电缆完成。

连接到T形合路器后，用50Ω电缆引入室内。

图三：折合振子J型天线增益=6db300欧馈线做的J型天线,取材容易，便于携带。

同样也适用于短波段。

图四：折合振子J型天线详图折合振子J型天线,折合部分增加了一个半波可提高增益。

如果直接增加半波就要加反相线圈，折合过来后，既缩短了长度又起到了反相作用。

天线电路板如何设计？你看着短路了，其实不是，怎么回事来看下射频对于大家来说，都是有点陌生，在PCB设计方面，也是有一些知识点需要掌握！因为射频电路无论是电路设计还是PCB设计，跟一般的电路有很大的差别。

一般电路连通了就是连通了，就像一个灯泡两端接上220V电源，他就直然会亮。

原创今日头条：卧龙会IT技术但射频并不是你看到的是什么，就是什么。

对于射频电路，明明看到它与地连接在一起，不懂的人一定会有疑问，都接地了，不是短路了吗？这是因为你不懂微波理论。

如下图所示的一根天线，箭头所示明明跟地相连了，怎么回事？这根天线不是短路了嘛？其实这并不是短路，这根天线与地之间还有很多电阻，电容，电感这些等效电路组成的一些电路组成。

原创今日头条：卧龙会IT技术这个大家自己去看看微波理论，再去翻书看一看，手机天线， WIFI,天线，蓝牙，ZIGBEE等等，无线的都是射频电路。

今天就讲讲这个射频电路的PCB设计要点：一，射频电路需要控制阻抗为50欧姆1，如果是双面板，那就要采用共面阻抗进行设计，因为板厚一般都是1.6mm,以底层为参考的话，要做到50欧姆，可能需要1mm以上的线宽才能符合要求。

这么粗的线，芯片焊盘都没有这么粗，所以不怎么合适。

所以可以采用共面阻抗设计。

线宽设为与焊盘的宽度一致。

原创今日头条：卧龙会IT技术再设计铜厚，与大铜皮的问距实现50殴姆阻抗。

如下图所示，运用SI9000进行阻抗计算，算出D1。

这次我们是以线宽为20mil，铜厚为1盎司来计算。

算出D1为4.6mil多层板就要采取隔层参考的形式，因为50殴姆如果还是以信号的参考平面来计算，可能线宽会很细，比如4mil的是60欧姆，那50欧姆的可能不到4mil了，有些厂家就做不出来了，所以需要采用隔层参考。

就是说把射频线下面的第二层铜皮挖空，然后以第三层来作为参考层进行阻抗。

原创今日头条：卧龙会IT技术还有一个，射频线最好粗一点，这样损耗会小一点。

线细可能会加大射频发射的损耗。

天线阻抗匹配技术天线阻抗匹配技术是无线通信中的重要环节，它的作用是将天线输出的电信号与输入电路之间的阻抗进行匹配，以提高能量传输效率和信号质量。

本文将从天线阻抗的概念、影响因素、匹配技术和应用实例等方面进行探讨。

一、天线阻抗的概念天线阻抗是指天线输入端电路的特性阻抗，通常用复数表示。

它由两个参数组成：电阻(R)和电抗(X)，分别表示天线输入电路的有功和无功部分。

阻抗匹配的目标是使天线的输入阻抗与发送端或接收端电路的输出阻抗相匹配，以最大限度地传输信号能量。

二、影响天线阻抗的因素1. 天线结构：天线的形状、尺寸和材料都会影响其阻抗。

例如，天线长度的变化会导致天线阻抗的变化。

2. 工作频率：天线在不同频率下的阻抗也会有所不同。

因此，在设计天线时需要考虑所工作的频率范围。

3. 天线布局：天线的布局方式也会对阻抗产生影响。

例如，天线与地面之间的距离、天线之间的距离等都会对阻抗进行调整。

1. 阻抗变换器：阻抗变换器是天线阻抗匹配的一种常用技术。

它通过将天线输入电路与发送端或接收端电路之间插入一个变压器或电容器等元件，来实现阻抗的匹配。

2. 线路长度调整：通过调整电缆长度可以改变阻抗，从而实现匹配。

这种方法适用于线缆长度可调的情况。

3. 平衡/不平衡转换：在天线和电路之间插入平衡/不平衡转换器，可以实现不同阻抗之间的匹配。

四、天线阻抗匹配的应用实例1. 无线通信系统：在无线通信系统中，天线阻抗匹配可以提高信号的传输效率和接收质量，减少能量损耗和信号衰减。

2. 射频识别(RFID)技术：RFID技术中的天线阻抗匹配是确保RFID 标签与读写器之间能够有效传输数据的重要环节。

3. 电视和广播接收器：电视和广播接收器中的天线阻抗匹配可以提高接收信号的质量，减少图像和声音的干扰。

天线阻抗匹配技术在无线通信领域起着重要作用。

通过合理的匹配设计，可以提高信号传输效率和接收质量，增强系统的可靠性和稳定性。

在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的匹配技术，并结合工作频率、天线结构等因素进行优化设计，以实现最佳的阻抗匹配效果。

两层板（双面板）如何控制50欧特性阻抗的设计技巧我们都知道，在射频电路的设计过程中，走线保持50欧姆的特性阻抗是一件很重要的事情，尤其是在Wi-Fi产品的射频电路设计过程中，由于工作频率很高（2.4GHz或者5.8GHz），特性阻抗的控制就显得更加重要了。

如果特性阻抗没有很好的控制在50欧姆，那么将会给射频工程师的工作带来很大的麻烦。

什么是特性阻抗?是指当导体中有电子”讯号”波形之传播时，其电压对电流的比值称为”阻抗Impedance”。

由于交流电路中或在高频情况下，原已混杂有其它因素(如容抗、感抗等)的”Resistance”，已不再只是简单直流电的”欧姆电阻”(OhmicResistance)，故在电路中不宜再称为”电阻”，而应改称为”阻抗”。

不过到了真正用到”Impedance阻抗”的交流电情况时，免不了会造成混淆，为了有所区别起见，只好将电子讯号者称为”特性阻抗”。

电路板线路中的讯号传播时，影响其”特性阻抗”的因素有线路的截面积，线路与接地层之间绝绿材质的厚度，以及其介质常数等三项。

目前已有许多高频高传输速度的板子，已要求”特性阻抗”须控制在某一范围之内，则板子在制造过程中，必须认真考虑上述三项重要的参数以及其它配合的条件。

两层板如何有效的控制特性阻抗？在四层板或者六层板的时候，我们一般会在顶层（top）走射频的线，然后再第二层会是完整的地平面，这样顶层和第二层的之间的电介质是很薄的，顶层的线不用很宽就可以满足50欧姆的特性阻抗（在其他情况相同的情况下，走线越宽，特性阻抗越小）。

但是，在两层板的情况下，就不一样了。

两层板时，为了保证电路板的强度，我们不可能用很薄的电路板去做，这时，顶层和底层（参考面）之间的间距就会很大，如果还是用原来的办法控制50欧姆的特性阻抗，那么顶层的走线必须很宽。

例如我们假设板子的厚度是39.6mil(1mm)，按照常规的做法，在Polar中设计，如下图线宽70mil，这是一个近乎荒谬的结论，简直令人抓狂。

两层板（双面板）如何控制50欧特性阻抗的设计技巧我们都知道，在射频电路的设计过程中，走线保持50欧姆的特性阻抗是一件很重要的事情，尤其是在Wi-Fi产品的射频电路设计过程中，由于工作频率很高（2.4GHz或者5.8GHz），特性阻抗的控制就显得更加重要了。

如果特性阻抗没有很好的控制在50欧姆，那么将会给射频工程师的工作带来很大的麻烦。

什么是特性阻抗?是指当导体中有电子”讯号”波形之传播时，其电压对电流的比值称为”阻抗Impedance”。

由于交流电路中或在高频情况下，原已混杂有其它因素(如容抗、感抗等)的”Resistance”，已不再只是简单直流电的”欧姆电阻”(OhmicResistance)，故在电路中不宜再称为”电阻”，而应改称为”阻抗”。

不过到了真正用到”Impedance阻抗”的交流电情况时，免不了会造成混淆，为了有所区别起见，只好将电子讯号者称为”特性阻抗”。

电路板线路中的讯号传播时，影响其”特性阻抗”的因素有线路的截面积，线路与接地层之间绝绿材质的厚度，以及其介质常数等三项。

目前已有许多高频高传输速度的板子，已要求”特性阻抗”须控制在某一范围之内，则板子在制造过程中，必须认真考虑上述三项重要的参数以及其它配合的条件。

两层板如何有效的控制特性阻抗？在四层板或者六层板的时候，我们一般会在顶层（top）走射频的线，然后再第二层会是完整的地平面，这样顶层和第二层的之间的电介质是很薄的，顶层的线不用很宽就可以满足50欧姆的特性阻抗（在其他情况相同的情况下，走线越宽，特性阻抗越小）。

但是，在两层板的情况下，就不一样了。

两层板时，为了保证电路板的强度，我们不可能用很薄的电路板去做，这时，顶层和底层（参考面）之间的间距就会很大，如果还是用原来的办法控制50欧姆的特性阻抗，那么顶层的走线必须很宽。

例如我们假设板子的厚度是39.6mil(1mm)，按照常规的做法，在Polar中设计，如下图线宽70mil，这是一个近乎荒谬的结论，简直令人抓狂。

两层板（双面板）如何控制50欧特性阻抗的设计技巧我们都知道，在射频电路的设计过程中，走线保持50欧姆的特性阻抗是一件很重要的事情，尤其是在Wi-Fi 产品的射频电路设计过程中，由于工作频率很高（ 2.4GHZ或者5.8GHz）,特性阻抗的控制就显得更加重要了。

如果特性阻抗没有很好的控制在50欧姆，那么将会给射频工程师的工作带来很大的麻烦。

什么是特性阻抗O!是指当导体中有电子”讯号”波形之传播时，其电压对电流的比值称为”阻抗ImPedanee” 。

由于交流电路中或在咼频情况下，原已混杂有其它因素（如容抗、感抗等）的ReSiStance，已不再只是简单直流电的”欧姆电阻”（OhmiCReSiStance）,故在电路中不宜再称为”电阻”，而应改称为”阻抗”。

不过到了真正用到”ImPedance阻抗”的交流电情况时，免不了会造成混淆，为了有所区别起见，只好将电子讯号者称为”特性阻抗”。

电路板线路中的讯号传播时，影响其”特性阻抗”的因素有线路的截面积，线路与接地层之间绝绿材质的厚度，以及其介质常数等三项。

目前已有许多高频高传输速度的板子，已要求”特性阻抗”须控制在某一范围之内，则板子在制造过程中，必须认真考虑上述三项重要的参数以及其它配合的条件。

两层板如何有效的控制特性阻抗？在四层板或者六层板的时候，我们一般会在顶层（top ）走射频的线，然后再第二层会是完整的地平面，这样顶层和第二层的之间的电介质是很薄的，顶层的线不用很宽就可以满足50欧姆的特性阻抗（在其他情况相同的情况下，走线越宽，特性阻抗越小）。

但是，在两层板的情况下，就不一样了。

两层板时，为了保证电路板的强度，我们不可能用很薄的电路板去做，这时，顶层和底层（参考面）之间的间距就会很大，如果还是用原来的办法控制50欧姆的特性阻抗，那么顶层的走线必须很宽。

例如我们假设板子的厚度是I39.6mil(1mm),按照常规的做法，在Polar中设计，如下图线宽70mil ,这是一个近乎荒谬的结论，简直令人抓狂。

两层板（双面板）如何控制50欧特性阻抗的设计技巧我们都知道，在射频电路的设计过程中，走线保持50欧姆的特性阻抗是一件很重要的事情，尤其是在Wi-Fi产品的射频电路设计过程中，由于工作频率很高（2.4GHz或者5.8GHz），特性阻抗的控制就显得更加重要了。

如果特性阻抗没有很好的控制在50欧姆，那么将会给射频工程师的工作带来很大的麻烦。

什么是特性阻抗?是指当导体中有电子”讯号”波形之传播时，其电压对电流的比值称为”阻抗Impedance”。

由于交流电路中或在高频情况下，原已混杂有其它因素(如容抗、感抗等)的”Resistance”，已不再只是简单直流电的”欧姆电阻”(OhmicResistance)，故在电路中不宜再称为”电阻”，而应改称为”阻抗”。

不过到了真正用到”Impedance阻抗”的交流电情况时，免不了会造成混淆，为了有所区别起见，只好将电子讯号者称为”特性阻抗”。

电路板线路中的讯号传播时，影响其”特性阻抗”的因素有线路的截面积，线路与接地层之间绝绿材质的厚度，以及其介质常数等三项。

目前已有许多高频高传输速度的板子，已要求”特性阻抗”须控制在某一围之，则板子在制造过程中，必须认真考虑上述三项重要的参数以及其它配合的条件。

两层板如何有效的控制特性阻抗？在四层板或者六层板的时候，我们一般会在顶层（top）走射频的线，然后再第二层会是完整的地平面，这样顶层和第二层的之间的电介质是很薄的，顶层的线不用很宽就可以满足50欧姆的特性阻抗（在其他情况相同的情况下，走线越宽，特性阻抗越小）。

但是，在两层板的情况下，就不一样了。

两层板时，为了保证电路板的强度，我们不可能用很薄的电路板去做，这时，顶层和底层（参考面）之间的间距就会很大，如果还是用原来的办法控制50欧姆的特性阻抗，那么顶层的走线必须很宽。

例如我们假设板子的厚度是39.6mil(1mm)，按照常规的做法，在Polar中设计，如下图线宽70mil，这是一个近乎荒谬的结论，简直令人抓狂。

天线阻抗匹配原理阻抗匹配的概念起源于电气工程中的电路理论。

在天线系统中，传输线（例如同轴电缆）连接天线与驱动器之间。

如果传输线的特性阻抗（Z0）与驱动器或天线的阻抗不匹配，就会导致系统中反射损耗的产生，降低信号传输效率。

为了理解阻抗匹配的原理，需要先理解阻抗的定义。

阻抗是指电路元件对电流和电压的相互关系的综合性描述。

阻抗由实部和虚部组成，实部表示电阻，虚部表示电抗。

在天线系统中，阻抗的单位为欧姆。

当天线的输入阻抗与驱动器的输出阻抗不匹配时，就会导致部分输入信号被反射回天线系统，无法有效传输到空间中。

这种反射现象可以用反射系数（Reflection Coefficient）来描述，反射系数的大小与反射损耗成正比。

通过阻抗匹配可以最小化反射系数，从而提高系统的传输效率。

阻抗匹配的原理是通过使用匹配网络来调整天线的输入阻抗，使其与驱动器的输出阻抗相匹配。

匹配网络通常由传输线、电容和电感等元件组成。

根据传输线的特性阻抗和天线的输入阻抗，可以选择适当的传输线长度和匹配网络参数，来实现最佳的阻抗匹配。

阻抗匹配的过程通常分为两个步骤：降低驱动器的输出阻抗和匹配天线的输入阻抗。

降低驱动器的输出阻抗可以通过使用适当的放大器或变压器等方法来实现。

匹配天线的输入阻抗可以根据天线的特性和系统的要求来选择适当的匹配网络。

在实际应用中，阻抗匹配可以通过测量天线输入阻抗和传输线特性阻抗来进行。

一种常用的方法是使用网络分析仪（Network Analyzer）来测量反射系数，并根据测量结果调整匹配网络的参数，直到达到最佳匹配。

总结起来，天线阻抗匹配原理是通过调整天线的输入阻抗与驱动器的输出阻抗相匹配，以最大化信号传输效率。

阻抗匹配可以通过选择适当的传输线和匹配网络来实现。

它是无线通信领域中的一个重要概念，对于提高通信系统的性能至关重要。

阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间的一种合适的搭配方式。

阻抗匹配分为低频和高频两种情况讨论。

我们先从直流电压源驱动一个负载入手。

由于实际的电压源,总是有内阻的（请参看输出阻抗一问）,我们可以把一个实际电压源,等效成一个理想的电压源跟一个电阻r串联的模型。

假设负载电阻为R,电源电动势为U,内阻为r,那么我们可以计算出流过电阻R的电流为：I=U/(R+r),可以看出,负载电阻R越小,则输出电流越大。

负载R上的电压为：Uo=IR=U*[1+(r/R)],可以看出,负载电阻R越大,则输出电压Uo越高。

再来计算一下电阻R消耗的功率为：P=I*I*R=[U/(R+r)]*[U/(R+r)]*R=U*U*R/(R*R+2*R*r+r*r)=U*U*R/[(R-r)*(R-r)+4*R*r]=U*U/{[(R-r)*(R-r)/R]+4*r}对于一个给定的信号源,其内阻r是固定的,而负载电阻R则是由我们来选择的。

注意式中[(R-r)*(R-r)/R],当R=r时,[(R-r)*(R-r)/R]可取得最小值0,这时负载电阻R 上可获得最大输出功率Pmax=U*U/(4*r)。

即,当负载电阻跟信号源内阻相等时,负载可获得最大输出功率,这就是我们常说的阻抗匹配之一。

对于纯电阻电路,此结论同样适用于低频电路及高频电路。

当交流电路中含有容性或感性阻抗时,结论有所改变,就是需要信号源与负载阻抗的的实部相等,虚部互为相反数,这叫做共厄匹配。

在低频电路中,我们一般不考虑传输线的匹配问题,只考虑信号源跟负载之间的情况,因为低频信号的波长相对于传输线来说很长,传输线可以看成是“短线”,反射可以不考虑（可以这么理解：因为线短,即使反射回来,跟原信号还是一样的）。

从以上分析我们可以得出结论：如果我们需要输出电流大,则选择小的负载R;如果我们需要输出电压大,则选择大的负载R;如果我们需要输出功率最大,则选择跟信号源内阻匹配的电阻R。

同轴馈电贴片天线是一种常见的天线类型，被广泛应用于通信和雷达系统中。

本文将对同轴馈电贴片天线的特点和120Ω本征阻抗进行深入探讨。

1. 同轴馈电贴片天线的特点同轴馈电贴片天线是一种结构简洁、安装方便的天线，通常由金属贴片和同轴馈电线构成。

其特点包括：1) 安装方便：同轴馈电贴片天线的结构简单，安装过程不需要复杂的调整和固定，适用于各种场景。

2) 宽频工作：同轴馈电贴片天线具有较宽的工作频段，能够适应不同频段的通信需求。

3) 辐射效率高：由于其贴片结构设计合理，同轴馈电贴片天线具有较高的辐射效率。

4) 适应性强：同轴馈电贴片天线可以在各种环境下稳定工作，适应性强。

2. 120Ω本征阻抗的意义在同轴馈电贴片天线的设计中，本征阻抗是一个重要的参数。

120Ω本征阻抗指的是当同轴馈电贴片天线贴片两端阻抗为120Ω时，贴片处的辐射电阻与辐射电阻的和为120Ω。

本征阻抗的选择对于同轴馈电贴片天线具有以下意义：1) 匹配网络设计：通过合理选择本征阻抗可以简化同轴馈电贴片天线的匹配网络设计，提高整体的工作效率。

2) 提高辐射效率：合适的本征阻抗能够提高同轴馈电贴片天线的辐射效率，减少能量损耗。

3) 抑制杂散辐射：120Ω本征阻抗能够有效抑制同轴馈电贴片天线的杂散辐射，提高天线的性能。

3. 同轴馈电贴片天线120Ω本征阻抗的设计方法在实际应用中，如何设计出120Ω本征阻抗的同轴馈电贴片天线呢？下面介绍一种常用的设计方法：1) 贴片结构设计：首先根据具体的通信需求，确定同轴馈电贴片天线的贴片结构，包括贴片的形状、尺寸和材料等。

2) 本征阻抗仿真分析：利用电磁仿真软件对设计的同轴馈电贴片天线进行本征阻抗的仿真分析，根据仿真结果调整贴片结构。

3) 匹配网络设计：根据仿真分析结果设计匹配网络，使得同轴馈电贴片天线的本征阻抗达到120Ω。

4) 真实制作和测试：根据设计的参数制作同轴馈电贴片天线样品，并进行实际测试，验证设计的120Ω本征阻抗是否满足需求。

阻抗匹配是无线电技术中常见的一种工作状态，它反映了输人电路与输出电路之间的功率传输关系。

当电路实现阻抗匹配时，将获得最大的功率传输。

反之，当电路阻抗失配时，不但得不到最大的功率传输，还可能对电路产生损害。

阻抗匹配常见于各级放大电路之间、放大器与负载之间、测量仪器与被测电路之间、天线与接收机或发信机与天线之间，等等。

例如，扩音机的输出电路与扬声器之间必须做到阻抗匹配，不匹配时，扩音机的输出功率将不能全部送至扬声器。

如果扬声器的阻抗远小于扩音机的输出阻抗，扩音机就处于过载状态，其末级功率放大管很容易损坏。

反之，如果扬声器的阻抗高于扩音机的输出阻抗过多，会引起输出电压升高，同样不利于扩，音机的工作，声音还会产生失真。

因此扩音机电路的输出阻抗与扬声器的阻抗越接近越好。

又例如，无线电发信机的输出阻抗与馈线的阻抗、馈线与天线的阻抗也应达到一致。

如果阻抗值不一致，发信机输出的高频能量将不能全部由天线发射出去。

这部分没有发射出去的能量会反射回来，产生驻波，严重时会引起馈线的绝缘层及发信机末级功放管的损坏。

为了使信号和能量有效地传输，必须使电路工作在阻抗匹配状态，即信号源或功率源的内阻等于电路的输人阻抗，电路的输出阻抗等于负载的阻抗。

在一般的输人、输出电路中常含有电阻、电容和电感元件，由它们所组成的电路称为电抗电路，其中只含有电阻的电路称为纯电阻电路。

下面对纯电阻电路和电抗电路的阻抗匹配问题分别进行简要的分析。

1．纯电阻电路在中学物理电学中曾讲述这样一个问题：把一个电阻为R的用电器，接在一个电动势为E、内阻为r的电池组上（见图1），在什么条件下电源输出的功率最大呢？当外电阻等于内电阻时，电源对外电路输出的功率最大，这就是纯电阻电路的功率匹配。

假如换成交流电路，同样也必须满足R=r这个条件电路才能匹配。

欧阳家百（2021.03.07）2．电抗电路电抗电路要比纯电阻电路复杂，电路中除了电阻外还有电容和电感。

元件，并工作于低频或高频交流电路。

LoRa天线电路设计四大要点随着LoRa技术在业内的持续发热，加上其独特优越的传输性能，运用LoRa 技术的群体正在爆发式的增长，由于很大部分群体对LoRa等射频技术均是初次接触，在做产品的过程中，通常会遇到棘手的射频电路设计问题，其实只要掌握几大要点，就基本可以发挥LoRa的最佳性能。

要点一、匹配电路设计在原理图设计时，需要在天线接头与模块的天线引脚之间预留一个π型匹配电路。

天线的阻抗是受到电路板的铺地、外壳和安装角度等因素影响的，预留这个π型匹配电路是为了当天线严重偏离50欧姆时，将其纠正到50欧姆。

默认情况下，天线阻抗是比较接近50欧姆的，在下图中的C17和C18不用焊接;而L2用220pF电容，或者1nH电感，再或者0欧电阻，三者均可。

遇到特殊的情况时，比如天线安装模具内部、天线的体积很小或需要加强高次谐波抑制等，这三个匹配元件才需要进行匹配调整。

【图1】LoRa模块应用的预留匹配电路理论上，无论天线阻抗在任何值，都可以通过π型匹配电路将其匹配到50欧姆。

然而实际上电感电容都是有内阻的，这个内阻会吸收能量，若天线阻抗太小(几欧姆)或大(上千欧姆)的话，通过匹配电路将其匹配到50欧姆去就失去了意义。

原因在于大部分的能量已消耗在匹配元件的内阻上。

要点二、微带线走线规则此处所说的微带线指的是LoRa模块的天线引脚到天线接头之间的PCB走线。

下图是LoRa模块ZM470SX-M评估板上的微带线示例，由于模块内部阻抗以及天线阻抗都是以50欧姆标准来设计，因此当微带线特征阻抗也是50欧姆时，三者得到了最佳匹配。

【图2】LoRa模块邮票孔式天线接口为得到50欧姆左右的微带线，一方面可以向PCB生产厂家提阻抗加工要求，有能力的PCB厂家能够根据板材参数通过线线宽来控制走线阻抗;另一方面可以从PCB厂家获取板材参数后(主是介电常数)通过软件自己计算线宽，从而把阻抗控制在我们期望的范围。

【图3】LoRa学习评估板根据经验，若用FR4的板材(介电常数在4.2~4.6之间)，当线宽为微带线到参考层距离的2.2倍时，特征阻抗比较接近50欧姆。

毕业论文（设计）题目天线微带巴伦的设计院系专业年级学生姓名学号指导教师天线微带巴伦的设计专业学生指导教师【摘要】凭借传输线的阻抗与阻抗匹配的知识和微带天线的传输的理论设计了一类宽带微带巴伦（平衡/非平衡转换器）。

相对于传统基于共面波导和共面带状线的微带巴伦而言，所设计的这个新型微带巴伦采用的是低介电常数介质基板制作，它设计的结构精致小巧，并且花费很便宜。

我们设计了一个 50Ω非平衡到 50Ω平衡馈电转换的微带巴伦，通过理论的计算，证明了该宽带微带巴伦具备了优异的超宽带特性，可以在从 0.1GHz 到12.5GHz 的频率范围内，计算得到的馈电端口的反射系数都是低于-9dB，插入损耗小于3.5dB。

【关键词】宽带微带巴伦共面波导微带天线Design of a Novel Ultra Wideband Microstrip Balun【Abstract】A novel wideband microstrip balun (balanced to unbalanced transformer) based on transmission line's impedance,impedance matching and microstrip antenna transmission is introduced.In comparison with one kind of traditional microstrip baluns, which consists of coplanar waveguide and coplanar strip line, the proposed balun has several advantages such as low-cost, compacted and easy to be fabricated, because it can be fabricated on a substrate with low dielectric constant and it has simple structure without a complex slot. As an example, a balun, which can carry out the transformation from the 50Ω unbalanced to the 50Ω balanced mode, is designed. Results of theoretical calculation show this balun possesses quite promising ultra wideband properties. In a very large frequency band ranging from 0.1GHz up to 12.5GHz, its return loss and insertion loss are lower than -9dB and 3.5dB respectively.【Key words】wideband microstrip balun waveguide ground strip line目录1 序言 (1)1.1 巴伦的简介 (1)1.2 微带巴伦的工作原理 (1)1.3 巴伦的种类 (2)2 设计概述 (4)2.1 背景与国内外研究现状 (4)2.2 论文主要工作 (5)2.3 论文结构 (5)3 微带巴伦结构与阻抗计算 (5)4 巴伦的设计 (9)5 结论 (11)6 总结与建议 (12)参考文献 (13)致谢 (14)1 序言1.1 巴伦的简介巴伦就是平衡非平衡转换器的英文翻译，按照天线理论的原理，我们知道偶极天线是属于平衡型天线一类的，而同轴电缆则是属于非平衡传输线一类。

第二章 天线的阻抗本章的主要目的是要求天线的输入阻抗，它是天线的重要参数之一。

因为知道天线的输入阻抗之后，就可以选择合适的馈电传输线与之匹配。

要严格计算天线的输入阻抗是困难的。

工程上常采用一些近似方法。

主要有三种方法，即坡印亭矢量法、等值传输线法和感应电势法。

坡印亭矢量法是先求得天线的辐射功率，然后由求得其辐射电阻r P 2/2r m r P I R =r R 。

这个方法前面已经作了介绍。

这里主要讨论等值传输线法和感应电势法。

2.1等值传输线法坡印亭矢量法是由远区辐射场求得表示功率密度的坡印亭矢量，然后在以天线中点为圆心，以远区距离为半径的一个球面上积分求得辐射功率，最后求得辐射电阻。

该方法的缺点是：(1) 只能计算天线的输入电阻，不能计算输入电抗。

(2) 由于假定天线上电流为正弦分布，使得天线输入端为波节点时(如全波振子)，不能求出输入电阻。

这里介绍一种可以计算天线输入阻抗(包括虚、实部)的等值传输线法。

该方法所得公式简便，便于工程应用。

对称振子是由一段开路的双线传输线张开而成，把它等效为传输线是很自然的，于是可用传输线理论来计算它的输入阻抗。

设有一段长为l ，特性阻抗为c Z 的有耗开路传输线如图2-1(a)所示，由传输线理论可得其输入阻抗为coth()coth[(j )]in c c Z Z l Z l γαβ==+ (2.1)式中，c Z = (2.2) 传播常数j γαβ=+= (2.3a) β和α分别为相位常数和衰减常数，R 1、G 1、L 1和C 1为传输线的分布参数，分别代表单位长度上的电阻、电导、电感和电容。

忽略并联电导G 1，且假设传输线损耗小11/R L 1ω<<，可得11j j )2R L j γω=−=αβ+ (2.3b)(a) 开路传输线(b) 对称振子图2-1 开路传输线与对称振子12RZαβ===(2.4)1001(1j)(1j)2cRZ Z ZLαωβ=−=−(2.5)传输线无耗时的特性阻抗Z=(2.6) 若已知双线传输线的特性阻抗Z c、分布电阻R1和分布电容C1，由式(2.1)就可确定一段长为l的有耗开路传输线的输入阻抗。