天線乃電磁兼（jiān）容測試*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（fā）射”指的產生用於敏感度試驗的電（diàn）磁場，下麵複習一下其它幾個關鍵術語。 

增益

增益用（yòng）來衡量天線從（cóng）某一方（fāng）向接（jiē）收和發射信（xìn）號的能（néng）力，當與其它方（fāng）向相比時，增（zēng）益通常用與全向天線比對（duì）的ｄＢ數來表示，增益（yì）可正可負，當把（bǎ）信號（hào）集中於一個方（fāng）向時，可獲（huò）得正的增益，就如同手電筒的光束一樣，當天線係統存在損耗或所用的天線長（zhǎng）度小於被測信號的波長時（shí），增益為負。 

天線係數（ＡＦ）

天線係數表示了天線的輻射場與天線輸（shū）入電（diàn）壓之間的關係，當ＡＦ以ｄＢ為單位時（shí），ＡＦ與（yǔ）增益有以下關係： 
　　Ｇ（ｄＢｉ）２０ｌｇ（Ｆ）－9.79 -ＡＦ（ｄＢ） 
　　其中，Ｆ為頻率，單位（wèi）為ＭＨｚ。 

波束寬度

波束寬度指的是在天線峰值響應的方向上，兩個半功率點之（zhī）間的角度，波束寬度有Ｅ麵和Ｈ麵兩個分量，兩者不（bú）一定*相等，如果某一天線（xiàn）的增益設（shè）計為正，則它的波束（shù）寬度和增益常常正好相反。 

帶寬

帶寬指的是天線的頻率覆（fù）蓋範圍，如果帶寬以天線（xiàn）額定頻率範圍的一部分（fèn）來表示的話，非諧振天線的帶（dài）寬大於諧振天線的帶寬，低增益天線的帶（dài）寬大於高增（zēng）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，其帶寬比（bǐ）天線係數的影（yǐng）響更大。 

阻抗

天線（xiàn）的阻抗通常考慮很少，因為所有的ＥＭＣ測試設備的負載阻抗均設計為（wéi）５０Ω，ＥＭＣ天線的阻抗通常也在其頻率範圍內設計為感校準（zhǔn）為接近５０Ω，但是，測試人員也應該意識（shí）阻抗不匹配所帶來的可能問題，尤其是低頻磁場（chǎng）環（huán）天線（xiàn），天線的阻抗往往隨頻率而變，但許多低（dī）頻環天線並沒有匹配網絡去補償這種變化。 

駐波比（ＶＳＷＲ）

駐波比是衡量兩個ＲＦ設備阻抗是否匹配的間接參數（shù）。ＶＳＷＲ對大多數用（yòng）戶來說都非常重要，這有幾個複雜原因，簡單（dān）地說，在通常情況下，饋線表現出來的阻抗是（shì）饋線（xiàn）的額要阻抗和負載阻抗之和，因此，在饋線兩端就（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（chù）再次反射，當（dāng）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，或當饋線的損（sǔn）耗很重（chóng）重的時候，ＶＳＷＲ都將成為（wéi）一個問題。 

尺寸

尺寸是一個（gè）很重要的天線特性，天線需要控製和移（yí）動就（jiù）限製了天線（xiàn）的實際尺寸大小，需要（yào）在屏（píng）蔽室內使用天（tiān）線也（yě）限製了（le）天線的大尺寸，需要減小對地（dì）或對周（zhōu）圍物體（tǐ）不希望有的耦合也將影響尺寸，但相反地，希望天線有好的低頻響應，增益高（gāo）或帶寬寬，就要增大天線的尺寸。 

根據前麵所講（jiǎng）的有關天線的基本概念，ＥＭＣ工程師就可以開始根據實際用途來（lái）選擇天線，嚴格地講，任何發射天線都可以用於接收，但是，在很多接收場合中，有源天線額外（wài）的靈（líng）敏度（dù）幾乎將所有的電子（zǐ）電路都轉變成了（le）開路電路。 
一個很重要的問題是頻率（lǜ）範圍，在大多（duō）數（shù）的ＥＭＣ測量中，所要求的頻率（lǜ）範圍遠大於某一單個天線的（de）頻率（lǜ）範圍，實際上，由（yóu）於帶（dài）寬和天線尺寸的限製，在一次（cì）測（cè）試（shì）中使用５副（fù）天線來覆蓋整個測試（shì）頻段也（yě）並不少見的。

在很多情況下（xià），頻率低端足以低到需要的兩副天線——一副用來測量電場分量，另一副用來測量磁場分量，這種用法可以這樣來解釋，當（dāng）測量距離采用單位並且（qiě）由測量標準規（guī）定了的時候，電磁場的分（fèn）布就是源阻抗（可能未知）和以（yǐ）波長來表示的距離的函數，在“遠場”區電磁場可認為具有平麵波的特性（xìng），Ｅ場分量和Ｈ場分（fèn）量可由自（zì）由空間（jiān）的波阻抗３７７Ω聯係起來。由此，可（kě）由場功率，Ｅ場（chǎng）和Ｈ場三（sān）個變（biàn）量中已知任兩個求得第三（sān）個變量，在“近場”區中就沒（méi）有這種固定關係存在，近場區中任一點的波（bō）阻抗介於未知的源阻抗和已知的自由空間波阻抗之間，由於波（bō）阻抗未知，因此（cǐ）就需要分別測量Ｅ場和Ｈ場，然後計算功率，（還（hái）可能計算出這一點的波（bō）阻抗並推（tuī）出源（yuán）阻（zǔ）抗，這種計算對診斷出有害輻射的（de）實際源很有用處），有測試人員可能會問，為什麽（me）不能用一副或二副天線來（lái）覆蓋整個頻率範圍（wéi）？因為，在選擇天線時還需考慮很多別的折衷因素，將在下（xià）麵幾節中詳細（xì）闡述。 

增益的（de）重要（yào）性 

每副（fù）天線都有正的增益和（hé）負的增益，正增益是（shì）好的（de），但負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（yòng）的每（měi）副天線都應（yīng）該盡可能地具有正（zhèng）增（zēng）益而減（jiǎn）小負增益，考慮（lǜ）實際天線（xiàn）設（shè）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（wàng）能檢測到小的輻射發射或（huò）產生敏感度測（cè）試所需要的場，而花費少，所以就要取.佳.的天線增益。 

除了（le）標（biāo）準規定的調諧偶極子以外，大多數１００ＭＨｚ以下的（de）天（tiān）線是非（fēi）諧振的，並且表現出負增益（損耗），在這個頻率範圍（wéi）內常用的天（tiān）線是拉杆天線，用於低頻Ｅ場測量（圖１），在敏感度試驗中（zhōng）也使用Ｅ場發生（shēng）器，在這麽低的頻段，采用屏蔽環天線來測量Ｈ場（chǎng），利（lì）用環天線來產生Ｈ場（圖２），在２０～３０ＭＨｚ以上時，.常.用.的天線是非（fēi）諧振偶極子天線，常常用（yòng）雙錐結構（gòu）的（圖（tú）３和（hé）圖４），采用這（zhè）類天線是因為（wéi）隨著頻率的降低，寬帶諧振天線的尺寸（cùn）要變大，而且會很快大得讓人無法接受，增益為負是由於這類天（tiān）線的尺寸與所測信號的波長相比較小，隻有在測試時間允許的情況下，才使用需要在每個頻點都進行調諧天線。 

 在１００～２００ＭＨｚ頻率範（fàn）圍內，寬帶諧振天線是（shì）.實.用.的，並且用（yòng）的很多，但由於這類天線尺寸太大，有時候（hòu）無（wú）法（fǎ）使用，因此，在這個頻率範（fàn）圍內（nèi），有時仍使用效率不太高的非（fēi）諧（xié）振天線，當頻率高（gāo）於２００ＭＨｚ時，增益天線用的很普遍，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，隨著帶寬（kuān）的增加，天線的尺寸也加大，在較高的頻率上，短振（zhèn）子的長度及（jí）其支架與支持較大的低頻振子所需要的機（jī）械強度是不（bú）匹配的，另一種類型的天線也常常（cháng）用於高頻段（duàn），如（rú）雙脊波導喇（lǎ）叭天線（xiàn），由於所涉及的（de）機械問題和高增益，這類天線.好.用於１～２ＧＨｚ以上的頻段。 

尺寸問題 

上麵已提到了ＥＭＣ天線的設計中，尺寸是一（yī）個很重的製約因素，使用（yòng）非常大的（de）天線會出現很多問題。我們要求從天線耦合到地麵（miàn），被測（cè）設備、屏蔽室的牆麵和任何其它周（zhōu）圍物體的幹擾必須小，如果天（tiān）線的（de）振（zhèn）子與周圍物體保持一定距離的話（huà），耦合問題就（jiù）會小一些。顯然，從這點上講，天線越小越（yuè）好（hǎo）。 
波（bō）束寬度是另一個必須與增（zēng）益折（shé）衷考慮的因素，天線不能產生（shēng）功率！天線的作用僅僅是集中功率，就如同放在光線後（hòu）麵的反光鏡的作用一樣（yàng），換句話說，增益和波束寬（kuān）度是一對矛盾，當增益增大時，波束（shù）寬度減小，反之亦然，這種現象的實際效（xiào）果就是限製了任意時刻的“被測”區域，如果在（zài）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，那麽就需要反複多次重（chóng）複試驗直到被測設備*被測試過但即使這樣，測試結果也可能是無效的。 
總之，增益，帶寬和尺寸是相（xiàng）互聯係的，通常隨著增益的增加，尺寸也加大，同時，隨著帶寬的增大，尺寸也要加大，因此，圍繞著天線的問題是顯而（ér）易見（jiàn）的，要製（zhì）造（zào）一副很小（xiǎo）但帶寬又很寬的（de）天線是不（bú）現實的（de），寬帶天線從本質上講應非常大。 

選擇天（tiān）線時考慮的因素 

在前麵所（suǒ）講的天線參數的基礎上，ＥＭＣ測試人員在選擇（zé）天線時必須考（kǎo）慮一些非常（cháng）專業的數據，如天線增益曲線究意有多平坦？在很多時候，使用增益平坦的天線比使用有一*增益點的天線來很容易，又如，天（tiān）線係數（或增益）是怎樣測量的？一些商家會提供距離天線為常用距離時的數據，而另外一些商家則隻提供遠場數據，這些數據看起來要好一些，但不是很有用，還（hái）有，在測量天（tiān）線係數（shù）時，有沒有用（yòng）襯墊？如果用了，它們將引入很大的損耗；除（chú）非拿開襯（chèn）墊，否則它們將妨礙天線用作發射天線。此外，是否為每（měi）副天線都提供了單獨的校準曲線或校準圖表？測試人員是否被（bèi）限製於已校準的數據？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（chí）它的精（jīng）密度。 

為了保證對基本測試天線的需要，ＥＭＣ測試工程（chéng）師必須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（shí）間回答問題？是否能夠對已上市的但未（wèi）滿足的特殊需要的天線（xiàn）進行修正？重要的是，因（yīn）為沒有人能製造出１００％完善的產品，因此，產品的合格率是（shì）多少？對可靠性的實際評價和（hé）聲譽應用時考慮。 
後該考慮的是價格問題，由於ＥＭＣ天線（xiàn）是精密儀器，因此，沒有很便（biàn）宜的ＥＭＣ天線，但是（shì），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，當然，越節省越（yuè）好，但價（jià）格不應成為購（gòu）買天線的決（jué）定性因素。 

總結 

選擇ＥＭＣ測試天線，首（shǒu）先必須明確（què）測試任務，對發射天線和接收天線的（de）要（yào）求是什麽？頻率範圍是多少？小可接受的增益是多少？可接受的天線的大尺寸是多少（shǎo）？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（lǜ）範圍和增益是多（duō）大？每副天線是否都分別進行了校準？獲得的數據是否滿足測試者的需要？結果以哪種形式（shì）表示合適？是否可從廠家獲得必要的幫助？測試配（pèi）置的總花費是多少？是否在預（yù）算範圍之內？當這（zhè）些關鍵（jiàn）問題解決了以後，測試人員（yuán）就可以滿懷信心地填寫定（dìng）單了。