天線（xiàn）乃電（diàn）磁兼容測試（shì）*設備

對ＥＭＣ測試天線來說，接收指的是測量不希望有的輻射發射、而“發射”指的產生（shēng）用於（yú）敏感（gǎn）度試驗的電磁場，下麵（miàn）複習一（yī）下其它幾個關鍵術語。 

增益

增益用來衡量天線從某一（yī）方向接（jiē）收和發射信號的能力，當與其它方向相比時，增益通常用與（yǔ）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）中於一個方向時，可獲得正（zhèng）的增益，就如同手電筒的光束一（yī）樣，當天線（xiàn）係統存在損耗或所用的天線長度小於被測信號的波長時，增（zēng）益為負。 

天線係數（shù）（ＡＦ）

天線係（xì）數表示（shì）了天線的輻射場與天線輸入電壓之間的關係，當ＡＦ以（yǐ）ｄＢ為單位時，ＡＦ與增益有（yǒu）以下（xià）關係： 
　　Ｇ（ｄＢｉ）２０ｌｇ（Ｆ）－9.79 -ＡＦ（ｄＢ） 
　　其中，Ｆ為頻率，單位為ＭＨｚ。 

波（bō）束寬（kuān）度

波束寬度指的（de）是在天線峰值響應的（de）方向上，兩個半功率點之間的角度，波束寬度有Ｅ麵和Ｈ麵兩個分量，兩者不一定*相等，如（rú）果某一天線的增（zēng）益設計為正，則它的（de）波束寬度和增益常（cháng）常正好相反。 

帶寬

帶寬指的是天線的頻率覆蓋範圍，如果帶寬以天線額定頻（pín）率（lǜ）範（fàn）圍的一部分來表示的話，非諧振天線的帶寬大於諧振天線的帶寬，低增益天線的帶寬大於高增（zēng）益（yì）天線的帶寬，用於寬（kuān）帶的，平（píng）衡不平衡轉換器或匹配網絡的天線，其帶寬比天線係數的影響更大。 

阻（zǔ）抗

天線（xiàn）的阻抗通（tōng）常考慮很少，因為所有的ＥＭＣ測試設備（bèi）的（de）負載（zǎi）阻抗均設計為（wéi）５０Ω，ＥＭＣ天線的阻抗通常也在其頻率範圍內設計為感校準為接近５０Ω，但是（shì），測試人員也應該意（yì）識阻抗（kàng）不匹配所帶來的可能問題，尤其是低頻磁場環天線，天線的阻抗往往隨（suí）頻率而變，但許多（duō）低頻（pín）環天線並沒有匹配網絡去補償這種（zhǒng）變化。 

駐波比（ＶＳＷＲ）

駐波比是衡量兩個ＲＦ設備阻抗是否（fǒu）匹配的間接參數。ＶＳＷＲ對大多數（shù）用戶來說都非常重要，這有幾個複雜原（yuán）因（yīn），簡單地說，在通常情況下，饋線表現出來的阻（zǔ）抗是饋線的額要（yào）阻抗和負載阻抗之和，因此，在饋線兩端（duān）就（jiù）可能出現阻抗的不匹（pǐ）配，這樣，大多數信號都將在負載處反射，然後，再沿著饋線在源處再次反（fǎn）射，當需要精.確.測量的時候，或（huò）當信號源對阻抗不匹（pǐ）配很敏感的時（shí）候，或當饋線（xiàn）的損（sǔn）耗很重重的時候，ＶＳＷＲ都（dōu）將成為一個（gè）問題。 

尺寸

尺寸是（shì）一個很重要的天線特性，天（tiān）線需（xū）要控製（zhì）和移動就限製了天線的實際尺寸（cùn）大小，需要在屏蔽室內使用（yòng）天線（xiàn）也限製（zhì）了天線的大（dà）尺寸，需要減小對地或（huò）對周圍物（wù）體不希望（wàng）有的耦（ǒu）合也（yě）將影響尺（chǐ）寸（cùn），但相反地，希望天線有好的低頻響應，增益高（gāo）或帶寬寬，就要增（zēng）大（dà）天線（xiàn）的尺（chǐ）寸。 

根據前麵所講的（de）有關天線的基本概念，ＥＭＣ工程師（shī）就可以開始根據實際用途（tú）來選擇天線，嚴格地講，任何發射天（tiān）線都可以用於接收，但是，在很多接收場合中，有源天線（xiàn）額外的靈敏（mǐn）度幾乎（hū）將所有的電子電路都轉變成了開路電路。 
一個很（hěn）重要的問題是頻率範（fàn）圍，在大多（duō）數的ＥＭＣ測量中，所要求的頻率範圍遠大於某一單個天線的頻率範圍，實際（jì）上，由於帶寬和天線尺寸的限製，在一次測試中使用５副（fù）天線來覆蓋整個測（cè）試頻段也並不少見的。

在很多情況下，頻率低端足以低到需要的兩副天線（xiàn）——一副（fù）用來（lái）測量電場分量，另一副用來測量磁場分量，這種用法可以這樣來解（jiě）釋，當測量距離采用單位並且由測量標準規定（dìng）了的時候，電磁場（chǎng）的分布就是源阻抗（可能未知（zhī））和以波長來表示的距離的函數，在“遠場（chǎng）”區電磁場可認為（wéi）具有平麵（miàn）波的特性，Ｅ場（chǎng）分量（liàng）和Ｈ場分量可由自由空間的波阻（zǔ）抗３７７Ω聯係（xì）起來。由此，可由場功率，Ｅ場和Ｈ場三個變量中已知任（rèn）兩個求得第三個變量，在“近場”區中就沒有這種固定關係存在，近場區中任一點的波阻抗介於未知的源阻抗和已（yǐ）知的自由空間波阻抗之間，由於波阻抗未知，因此就需要（yào）分別（bié）測量Ｅ場和Ｈ場，然後計算功率，（還可能計算出這一點的波阻抗並推出源阻抗，這種計（jì）算對診斷出有害輻射的實際源（yuán）很有用處），有測試人員可能會（huì）問，為什麽不能用一副或二副天線來覆蓋整個頻率範圍？因為，在選（xuǎn）擇天線時還需考慮很多別的折衷因素，將在下麵幾節中詳細闡述。 

增益（yì）的重要性 

每副天線都（dōu）有正的增益和負的增益，正（zhèng）增益是好的，但負（fù）增益雖然是不希望的但又是必要的，理想情況下，在ＥＭＣ測量中所用的每副（fù）天線都應該盡可能地具（jù）有正增（zēng）益（yì）而減小負增益（yì），考（kǎo）慮實際天（tiān）線設（shè）計的局限性，在天線增益（yì）上的花費常常低於接收天線的靈敏度或放大器功率，由（yóu）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，所以就要取.佳.的（de）天線增益。 

除了標準規定的調諧偶極子以外，大多數１００ＭＨｚ以（yǐ）下的天線是非諧振的，並且（qiě）表現出負增益（yì）（損耗），在這個頻率範圍（wéi）內常用的天線是拉杆天線，用於低頻Ｅ場測量（圖１），在（zài）敏感度試驗中也使用Ｅ場發生器，在這（zhè）麽低的頻段（duàn），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（zǐ）天線，常常用雙錐結構的（圖３和圖（tú）４），采用這類天線是因為隨著頻率的降低，寬帶諧振天線的尺寸要變大，而（ér）且會很快大得讓人無法（fǎ）接受，增益為負是由於這類（lèi）天線的尺寸與所測信號的波長相比較小（xiǎo），隻有在（zài）測試時間允許的情況下，才使用需要在每個頻點（diǎn）都進行調諧天線。 

 在１００～２００ＭＨｚ頻率範圍內，寬帶諧振（zhèn）天線是（shì）.實（shí）.用.的，並且用的很多，但由於（yú）這類天線尺寸太大，有時候無法使用，因此，在這個頻率範圍內，有時仍使用效（xiào）率不太高的非諧振天線，當頻（pín）率（lǜ）高於２００ＭＨｚ時，增益天（tiān）線用的很普遍（biàn），但尺寸又是主要的限製因素之一。從理論上講，對數周期天線可以設計為覆蓋整個頻率範圍並且提供很高的增益（圖５），但是，隨（suí）著帶寬的增加，天線的尺寸也（yě）加大，在較（jiào）高的頻率（lǜ）上，短振子的（de）長度及其支架與支持（chí）較大（dà）的低（dī）頻振子所需要的機械強度是不匹配的，另一種類型的天線也常常用於高頻段，如雙脊波導喇叭天線，由於所涉及的機械問題和高增益（yì），這類（lèi）天（tiān）線.好.用於１～２ＧＨｚ以（yǐ）上的頻段。 

尺（chǐ）寸問題 

上（shàng）麵已提（tí）到了ＥＭＣ天（tiān）線的設計中，尺（chǐ）寸是一個很重的製約因素，使用非常大（dà）的天線會（huì）出現很多問題。我們要（yào）求從天線耦合到地麵，被測設備、屏蔽室的牆麵和任（rèn）何其（qí）它周圍物體的幹擾必須小，如果天線的振子與周圍（wéi）物體保持一（yī）定距離的話，耦合問題就會小一些。顯然（rán），從這點上講，天線越（yuè）小越好。 
波束寬度是另一個（gè）必須與增（zēng）益折衷考慮的因素，天線不能產生功率！天線的作用僅僅是集中功率（lǜ），就如同放在（zài）光（guāng）線後麵的反光（guāng）鏡的作用一樣（yàng），換（huàn）句話說，增益和波束寬度是一對（duì）矛盾，當增益增大時，波束寬（kuān）度減小，反之亦然（rán），這種現象的實際效果就是限製了任意時刻的“被測”區域，如果在敏感度試驗中，測試場的輻射範圍或者在輻射發射試驗中，接收天線的接收範圍小於被測設備的尺寸，那麽就需（xū）要反複多次重複試（shì）驗直到被測設備*被測（cè）試過但即使這樣，測試結果也可能是無效的。 
總之，增益，帶寬和尺寸是相互聯係的，通常隨著增益的增加，尺寸也加大，同時（shí），隨著帶寬的增（zēng）大，尺寸也（yě）要加大，因此，圍繞（rào）著天線的問題是顯而易見的，要製造一副很小但帶寬又很寬（kuān）的天線是不（bú）現實的，寬帶（dài）天線從本質上講應非常大。 

選擇天線（xiàn）時考慮的因素 

在前（qián）麵所講的天線參數的基礎上，ＥＭＣ測試人（rén）員在選（xuǎn）擇（zé）天線時必須考慮一些非常專業的數據，如天線增益（yì）曲線究意有多平坦？在很多（duō）時候，使（shǐ）用增益平坦的天線比使用有一*增益點的天線來很容易，又如，天線係數（或增益）是怎樣測量（liàng）的？一些商（shāng）家會提供距離天線為常（cháng）用距離時的數（shù）據，而另外一些商家則隻提供遠（yuǎn）場（chǎng）數據，這些數據看起來（lái）要好一些（xiē），但不是很有用，還有，在測量天線係數時，有（yǒu）沒有用襯墊（diàn）？如（rú）果用了，它們將（jiāng）引入很大的損耗；除非拿開襯墊，否則它們（men）將妨礙天線用作（zuò）發射天線。此外，是否為每副天線都提供了單獨的校準曲線或校（xiào）準圖表？測試人員是否被限製於已校準的數據？廠家是否提供重（chóng）複（fù）校準的服務？天線是一種精（jīng）密儀器，必須保持它的（de）精密度。 

為了保證對基本（běn）測試天線的需要，ＥＭＣ測試工程師必須（xū）對天線的生產廠商進行調查了解，廠家是否有專業人員願意和能夠花時間回答問題？是否能夠（gòu）對（duì）已上市的但未滿足的特殊需要的天線（xiàn）進行修（xiū）正？重要的是，因為沒有人能製造出１００％完善（shàn）的產品，因此，產品的合（hé）格率是多少？對可靠（kào）性的實際評價（jià）和（hé）聲譽應用時考慮。 
後該考慮的是（shì）價（jià）格問題，由於ＥＭＣ天線是精密儀器，因此（cǐ），沒有很（hěn）便宜（yí）的ＥＭＣ天線，但是，天（tiān）線隻是ＥＭＣ設備中的（de）一小部分，因此，購買天線時，價格應不是主要問題，當然，越節省越好，但價格不應成為購買天線的決定性因素。 

總結 

選擇ＥＭＣ測試天線，首先必（bì）須明確測試任務（wù），對發射天線和接收天線的要求是什麽？頻率範圍是多少？小可接受的增（zēng）益（yì）是多少？可接受的天線的（de）大尺寸是多少？在弄清（qīng）楚這些問題以後，就要決定使用幾副天線？每副天線的（de）頻率範圍（wéi）和增益是多（duō）大？每副天線是否（fǒu）都分別進行了校準（zhǔn）？獲得的（de）數據是否滿足測試者的需要？結果以哪（nǎ）種形式表示合適？是否可從廠家獲得必要的幫助？測試配（pèi）置的總（zǒng）花費是多（duō）少？是否在預算範圍之內？當這些關鍵問題解決（jué）了以後，測試人員就可（kě）以滿懷信心地填寫定單了。