無線通信信號(hào)的過程中，天線扮演著至關(guān)重要的角色，宛如信息在空間中傳遞的媒介。天線的品質(zhì)和性能直接塑造了無線通信的質(zhì)量和效能。在確保良好通信性能的過程中，阻抗匹配成為至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。此外，天線也可視為一種傳感器，其功能不僅僅限于接收和傳輸信號(hào)。天線能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為無線通信信號(hào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境中的電磁波和信號(hào)的感知。

因此，天線的設(shè)計(jì)和優(yōu)化不僅關(guān)乎通信系統(tǒng)的性能，還涉及到對(duì)周圍環(huán)境變化的感知能力。在通信電子領(lǐng)域中，為了充分發(fā)揮天線的作用，工程師們采用各種阻抗匹配技術(shù)，以確保天線與周圍電路系統(tǒng)之間的有效協(xié)調(diào)。這樣的技術(shù)手段旨在提高信號(hào)傳輸效率、降低能量損耗，并確保在不同頻率范圍內(nèi)獲得最佳性能。因此，天線既是無線通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵元素，同時(shí)也在感知和轉(zhuǎn)換電能方面發(fā)揮著傳感器的重要作用。

天線匹配的概念

天線阻抗匹配是將天線的阻抗與信號(hào)源的輸出阻抗或接收設(shè)備的輸入阻抗協(xié)調(diào)一致，以達(dá)到信號(hào)的最佳傳輸狀態(tài)的過程。對(duì)于發(fā)射天線而言，阻抗不匹配可能導(dǎo)致信號(hào)發(fā)射功率下降、發(fā)送距離減短，同時(shí)還可能損害天線組件；而對(duì)于接收天線而言，阻抗不匹配則會(huì)導(dǎo)致接收靈敏度降低，同時(shí)引入噪聲干擾，從而影響接收信號(hào)的質(zhì)量。

傳輸線法：

原理：利用傳輸線理論，通過改變傳輸線的特性阻抗來實(shí)現(xiàn)匹配。

實(shí)現(xiàn)：使用傳輸線、變壓器等元器件。

缺點(diǎn)：大量元器件增加系統(tǒng)復(fù)雜度和功耗。

電容耦合法：

原理：通過串聯(lián)電容在天線與信號(hào)源或接收設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)匹配。

適用范圍：通常適用于低頻和高頻段的天線。

注意事項(xiàng)：匹配效果受電容選取的影響，高頻時(shí)可能引入較多損耗。

短路法：

原理：將天線末端接一個(gè)短路件，使其與地面形成匹配。

特點(diǎn)：簡單易實(shí)現(xiàn)，但頻率響應(yīng)較差，不適用于所有類型的不匹配。

變壓法：

原理：通過變換不同比例的變壓器來匹配天線和電路的阻抗。

適用性：特別適用于低頻天線。

效果：實(shí)現(xiàn)阻抗匹配的同時(shí)可以增加信號(hào)振幅和功率，但會(huì)引入一定損耗。

貼片電感耦合法：

原理：通過貼片電感在高頻天線中實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，同時(shí)降低噪聲干擾。

應(yīng)用：在RFID等高頻應(yīng)用中常見。

來源：本文轉(zhuǎn)載自射頻小館公眾號(hào)

審核編輯：湯梓紅