天線乃電磁（cí）兼容測試*設備（bèi）

對ＥＭＣ測試天（tiān）線來說（shuō），接收指的是測量不希（xī）望（wàng）有（yǒu）的輻射發射、而“發射”指（zhǐ）的產生用於敏感度試驗的電磁場，下麵複（fù）習一（yī）下其它幾個（gè）關鍵術（shù）語。 

增益

增益用來（lái）衡量天線從某一方向接收和發射（shè）信號（hào）的（de）能力，當與其它方向相比時，增益通（tōng）常用與全向天線比對的ｄＢ數來表示，增（zēng）益可正可負，當把信號集（jí）中於一（yī）個（gè）方向時，可（kě）獲得正的增益，就如同手電筒的（de）光束一（yī）樣，當天線係統存在損耗或所用的天線長度小於被（bèi）測信號的波長時，增益為負。 

天線係數（ＡＦ）

天線（xiàn）係數表示了（le）天線的輻（fú）射（shè）場與（yǔ）天線輸入電壓之間的關係，當ＡＦ以ｄＢ為單位時，ＡＦ與增益有以下關（guān）係： 
　　Ｇ（ｄＢｉ）２０ｌｇ（Ｆ）－9.79 -ＡＦ（ｄＢ） 
　　其中，Ｆ為頻（pín）率，單位為ＭＨｚ。 

波束寬（kuān）度

波束寬（kuān）度指的是在（zài）天線峰值響應的方向上，兩個半（bàn）功率點之間的角度，波束寬度有（yǒu）Ｅ麵和Ｈ麵兩個分量，兩者不一定*相等，如果某一天線的增益設計為正（zhèng），則它的波束寬度和（hé）增益常常正好相反。 

帶寬

帶寬指的是天線（xiàn）的頻率覆蓋（gài）範圍，如果帶寬以（yǐ）天線額定頻（pín）率範圍的一部（bù）分（fèn）來表示的話，非諧振天線的帶寬大於諧振天線的帶寬，低（dī）增益天線的（de）帶（dài）寬（kuān）大於高增益天線的帶寬，用於寬帶的，平衡不平衡轉換器或匹配網絡的天線，其帶（dài）寬比（bǐ）天線係數的影響更大。 

阻抗（kàng）

天線的阻抗通常考（kǎo）慮很少，因為所有的（de）ＥＭＣ測試設備的負載阻（zǔ）抗均設（shè）計為（wéi）５０Ω，ＥＭＣ天線的阻抗通常也在（zài）其頻率範圍內（nèi）設計為（wéi）感校準為接近５０Ω，但是，測試人員也應該（gāi）意識阻抗不（bú）匹配所帶來的可能問題，尤其是低頻磁場環天線，天線的阻（zǔ）抗往（wǎng）往隨頻率而變，但許多低頻環天線並沒有（yǒu）匹配網絡去補（bǔ）償這種變化。 

駐波比（bǐ）（ＶＳＷＲ）

駐波比是衡量兩個ＲＦ設備阻抗是否匹配的間接參數。ＶＳＷＲ對大（dà）多數用戶來說（shuō）都非常重（chóng）要，這（zhè）有幾個複雜原因，簡單地說，在通常情（qíng）況下，饋線表現出來的阻抗是饋線的額要阻抗（kàng）和負載阻抗之和，因此，在饋線兩端就可能出現阻抗（kàng）的不匹配，這樣，大多數（shù）信號都將在負載處反射，然後，再沿著饋線在源處再次反射，當需要精.確.測量的時候，或當信號源對阻抗不匹配很敏感的時候（hòu），或當（dāng）饋線的損耗很重重的時候，ＶＳＷＲ都將成（chéng）為一個問題。 

尺寸

尺寸是一個很重要的天線特性，天線需要控製和移動就（jiù）限製了（le）天線的實際尺寸大小，需（xū）要在屏蔽室內使用天線也限（xiàn）製了天線的大尺寸，需要減小對地或對周圍（wéi）物體不希望有的耦合也將影響（xiǎng）尺寸，但相反（fǎn）地（dì），希望天線有好的低頻響應，增益高或帶寬寬，就要增大天線的（de）尺寸。 

根據前麵所講的有關天線的（de）基本概念，ＥＭＣ工程師就可以開始根（gēn）據實際用途來選（xuǎn）擇天線（xiàn），嚴格（gé）地講，任何（hé）發射天線都可以用於接收（shōu），但是，在很多接收場合中，有源天線額外的靈（líng）敏度幾乎將所有的電（diàn）子電路都轉變成了開路（lù）電路。 
一個很重要（yào）的問題（tí）是頻率範圍，在大多數的ＥＭＣ測量中，所要求的頻率範圍遠大（dà）於某一（yī）單個天線的頻率範（fàn）圍（wéi），實際上（shàng），由（yóu）於帶寬和天線尺寸的限製，在一次測試中使用５副（fù）天線來覆蓋整（zhěng）個測試頻段也並不少見的。

在很多情（qíng）況下，頻（pín）率低端足以低到需要的兩副天線——一副用來測量電場分量（liàng），另一副用（yòng）來測（cè）量磁場（chǎng）分（fèn）量，這種用法可以這樣來（lái）解釋，當（dāng）測量距離采用單位並且由測量標準規（guī）定了的時候，電磁場的分布就是源（yuán）阻抗（可能未知）和以波長（zhǎng）來表示的距（jù）離的（de）函數，在“遠場”區電磁場可認為（wéi）具有平麵波的特性，Ｅ場分量和Ｈ場分量可由（yóu）自（zì）由空間的波阻抗３７７Ω聯係起來。由此，可由場功率，Ｅ場和Ｈ場三個變量中已知任兩個求得（dé）第三個變量，在“近場”區中就沒有這種固定關係存在，近場（chǎng）區中任（rèn）一點的波阻抗介於未知的源阻抗和已知的自由空（kōng）間波阻抗之間，由於波阻抗未知，因（yīn）此就需要分別測量Ｅ場和Ｈ場，然後計算功率，（還可能計算出這一點的（de）波阻抗並推出源阻抗，這種計算對診斷出（chū）有害輻射的實際源很有用處），有測試（shì）人員可能會問，為什麽不能用一副或二副天線來覆蓋整個頻率範圍？因（yīn）為，在選擇天線時還需考慮很多別的折衷因（yīn）素，將在下麵（miàn）幾節中詳細闡述。 

增益的重要性 

每副（fù）天線都（dōu）有（yǒu）正的增益和（hé）負的增益，正（zhèng）增益是好的，但負增益雖然是不希望的但又是必（bì）要的，理想情況下，在ＥＭＣ測量中所（suǒ）用的每副天線都應該盡可能地具有正增（zēng）益而減小負增益（yì），考慮實際天線設計的局限性，在天線增益上的花費常常低於接收天線的靈敏度或放大器功率，由於希望能檢測到小的輻射發射或產生敏感度測試所需要的場，而花費少，所以（yǐ）就要（yào）取.佳.的天線增益。 

除了標準規（guī）定的調諧偶極子以外，大多數１００ＭＨｚ以下的天線是非諧（xié）振的，並且表現出（chū）負增益（損耗），在這個頻率範圍內常用的（de）天線是拉杆天線，用於低頻（pín）Ｅ場測量（圖１），在敏感度試驗中（zhōng）也使用Ｅ場發生器，在這麽低的頻（pín）段，采用（yòng）屏蔽環天線來測量Ｈ場，利用環天線來產生Ｈ場（圖２），在２０～３０ＭＨｚ以上時，.常.用.的天線是非諧振偶極子天線，常常用雙錐結構的（圖（tú）３和圖４），采用這類天線是因為（wéi）隨著頻率的降低，寬帶諧振天線的（de）尺寸要變大，而且會很快大得讓人無法接受（shòu），增益（yì）為負是（shì）由於這類天線的（de）尺寸與（yǔ）所測信號的波（bō）長相比較小（xiǎo），隻有在測試時間允許的情況下，才使用需（xū）要（yào）在（zài）每個頻點都進行調諧天線。 

 在１００～２００ＭＨｚ頻率範圍內，寬帶（dài）諧（xié）振天線是.實.用.的，並且用（yòng）的很多，但由於這類天線尺寸太大，有時候無法使（shǐ）用，因（yīn）此，在這（zhè）個頻率（lǜ）範圍內，有時仍使用效率不太高的非（fēi）諧振天線，當（dāng）頻率高於２００ＭＨｚ時，增益天線用的（de）很普遍，但尺寸又（yòu）是主要的限製因素（sù）之一。從理論上講，對數周期天（tiān）線可以設計（jì）為覆蓋整個頻率範圍並且提供很高的增益（圖５），但是，隨著帶寬的增加，天線（xiàn）的尺寸也加大，在較高的頻（pín）率（lǜ）上，短振（zhèn）子的長度及其支架與支持較大的低頻振子所需要的機械強度是不匹配的，另（lìng）一種類型的天線也常常用於高頻段，如雙脊波導喇叭（bā）天線，由（yóu）於所涉及（jí）的機械問題和高增益，這類天（tiān）線.好.用於１～２ＧＨｚ以上的頻段（duàn）。 

尺寸問題 

上麵已提到了ＥＭＣ天線（xiàn）的設計中，尺寸是一個很（hěn）重的製約因素，使用非常大的天（tiān）線會出現很多問題。我們要（yào）求從（cóng）天線（xiàn）耦合到地麵，被測設備、屏（píng）蔽室的牆麵和任（rèn）何其它周圍物體（tǐ）的幹擾必須小，如果天線的振子（zǐ）與周圍物體保持一定距離的（de）話，耦（ǒu）合問題（tí）就會小一些。顯然，從這點上講，天線越小越好。 
波束寬度是另一個必須與增益折衷（zhōng）考慮的因素，天線不能產生功率（lǜ）！天線的作用僅僅是集中功率，就如同放在光線後麵的反光（guāng）鏡的作用一樣，換句話說，增益和波（bō）束寬度是一（yī）對矛盾，當增益增大時，波束寬度減（jiǎn）小，反之亦然，這種現象的實際（jì）效果就是限製了任意時刻的“被測”區域，如果在敏（mǐn）感度試驗中（zhōng），測試場的輻射範圍或者在輻射發射試驗中，接收天線的（de）接收範圍小於被測設備的尺（chǐ）寸，那麽就需要反複多次重複試驗直到被測設備*被測（cè）試過但即使（shǐ）這樣，測（cè）試結果也可（kě）能是無效的。 
總之，增益，帶寬和尺寸是相互聯係的，通常隨著增益的增加，尺（chǐ）寸也加（jiā）大（dà），同時，隨著帶寬（kuān）的增大，尺寸也要加大，因此，圍（wéi）繞著天線的問題（tí）是顯而易見的，要製造一副很（hěn）小但帶寬又很寬的天線是不現實的，寬（kuān）帶（dài）天線從本質上講（jiǎng）應非（fēi）常大。 

選擇天線時（shí）考慮的因素 

在前麵所講的天線參數的基礎上，ＥＭＣ測試（shì）人員在選擇天線時必須考慮一些非常專業的數據，如天線增益曲（qǔ）線究意有多平坦？在（zài）很多時候，使用增益平坦的天線比使用有一*增益點的天線來（lái）很容易，又如，天（tiān）線係數（或增益）是（shì）怎樣測量的？一些商家會提供距離天線為常用距離時的數（shù）據，而另外一些商（shāng）家則隻提供（gòng）遠場數據，這些數據看（kàn）起來要（yào）好一些，但（dàn）不是很有用，還有，在測（cè）量天線係數時，有沒有用襯墊？如果用（yòng）了，它們將引入很大的損（sǔn）耗；除非拿開襯墊，否則它們將妨礙天線用作發射天線。此（cǐ）外，是否為每（měi）副天線都提供了單獨的校準曲線或校準圖表（biǎo）？測試人（rén）員是否被（bèi）限製於已校（xiào）準的數據？廠家是否提供重複校準的服務？天線是一種精密儀器，必須保持它的精密度。 

為了（le）保證對基本測試天線（xiàn）的需要，ＥＭＣ測試工程師必須對天線的生產廠（chǎng）商進行調查了解，廠家是否有專業人員願意和能（néng）夠（gòu）花時間回答問題？是否能夠對已上（shàng）市的但（dàn）未滿足的特殊需要的天線進行修正？重要的是，因為沒有人能製造出１００％完善的產品，因此，產品的合格率是多少？對可靠性（xìng）的實（shí）際評價和聲譽（yù）應用時考慮。 
後該考慮的是價格問題，由於ＥＭＣ天線是精（jīng）密儀器，因此，沒有很便宜的ＥＭＣ天線（xiàn），但是，天線隻是ＥＭＣ設備中的一小部分，因此，購（gòu）買天線時，價格應不是主要問題，當（dāng）然，越（yuè）節省越好，但價（jià）格不應成為購買天線（xiàn）的決（jué）定性因素。 

總結 

選擇ＥＭＣ測（cè）試天線，首先（xiān）必須（xū）明（míng）確測（cè）試任務（wù），對發射天線和（hé）接收天線的要求是什麽？頻率範圍是多少？小可（kě）接受的增益是多少？可接受的（de）天線的大尺寸是多少？在弄清楚這些問題以後，就要決定使用幾副天線？每副天線的頻率範圍和增益是多大？每副天線是否都分別進行了校準？獲得的數據是（shì）否滿足測試者的需要？結果以哪種形式表示合適？是否可從廠家獲得必要的幫助？測試配置的總花費（fèi）是多少？是否在預（yù）算範圍之內？當這些關鍵問題解決了以後，測試人員就可以滿懷信心地填寫定單了。