天线驻波比（VSWR）的深度解析

天线有众多重要参 数 ，我们之前已经介绍了方向图**、极化**、增益 等 ，本期我们将围绕天线的另一个参数驻波比展开**，它不是一种固定参 数 ，无论是在使用前还是使用中**，这个参数的变化关乎着天线的实际表 现 ，我们进一步对天线驻波比逐一详 解 。

天线驻波 比 ，缩写为VSWR和SW R 。天线的电压驻波比是把天线作为无耗传输线的负载 时 ，在沿传输线产生的电压驻波图形 上 ，其最大值与最小值之比**。**

驻波比的产生**，是由于入射波能量传输到天线输入端并未被全部吸 收 （辐射**）产生的反射波迭加而形成的**。VSWR越大**，反射越大**，匹配越差**。在移动通信系统中**，一般要求驻波比小于1**. 5 。

我们可以直接看上 图 。驻波比是一个数值**，用来表示天线和电波发射机是否匹配**。如果 SWR****的值等于 1 ，则表示发射传输给天线的电波没有任何反 射 ，全部发射出去**，这是最理想的情况**。如果SWR****值大于1**，** 则表示有一部分电波被反射回来**，最终变成热量**，使得馈线升温**。被反射的电波在发射台输出口也可产生相当高的电 压 ，有可能损坏发射机**。

天线驻波比的意义是天馈线与发射机匹配程度的指 标 。不一定追求1**.1以下的驻波 比 ，一般 1 .5以下也够了**。

SW R = R / r =(1+K)/(1-K)

反射系数 K = ( R - r ) /( R + r )

(K为负值时表明相位相反**)**

公式中R和r分别是输出阻抗和输入阻抗**。当两个阻抗数值一样时**，即达到完全匹 配 ，反射系数K等于0**，驻波比为 1 。这是一种理想的状 况 ，实际上总存在反射**，所以驻波比总是大于1 的 。

除了这个公式 外 ，下面这个也可以定义驻波比**：**

VSWR**=Vmax /Vmin**

馈线上波腹电 压 /馈线上波节电 压 ，是指驻波最大电平和最小电平的比值**，大小从1**: 1 （完全匹配**）到无 限 。**

作为天线的一个参 数 ，当然需要了解如何进行测量**，在这里介绍一种较为简易的办法**，适合在一般条件下进行测试**。**

要测量驻波比需要一台扫频 仪 ，接法如图 1 ，先将馈线的终 端 （近天线系统一 端 ）短路**，此时由于扫频仪输出的信号在馈线的终端形成全反 射 ，观察其全反射波形如图2曲线的最大幅度为a**，然后将天线接入馈线的终端**，此时扫频仪上在工作频率范围内观察到的最大幅度为b如图 3 ，先求出反射系数P**= b / a ，然后可用式S**=1+P/1-P求出驻波比**，式中的S表示驻波比。

试出来的驻波 比 ，会有一定的范 围 ，下面可以可根据不同的数值**，总结归纳的一般情况下此数值的实际意义**。

根据第二部分的公 式 ，天线的驻波比与其阻抗密切相关**，在这里我们一并进行解 析 。**

我们都知道天线系统由不同部分组成**，例如收发信机和馈 线 、馈线和天 线 、天线和自由空间之间都会有阻抗差异**，射频信号经过这些结合处的时候**，如果差异巨大**，称之为阻抗失 配 ，表示一部分的能量被反射回 去 。目前一般使用50欧姆的馈线进行发射信 号 ，这样信号会完全通过天线辐射出 去 。

天线驻波比和阻抗的关系也很清 楚 ，在阻抗失配的时候**，馈线上会形成反射 波 ，反向信号和正向信号叠加后**，电波就像驻留在天线上一样**，称之为驻 波 。此时可以测出电波最大能量与最小能量的比值**，称之为驻波比**（SW R ），通常用电压驻波比VSWR来表示**。

因为驻波比也是天线的考量之一**，但是天线的好坏并不能单看驻波 比 ，天线驻波比很低并不意味着天线性能很好**，还需要考虑到其他参数**。**

例如一部分会觉得VSWR**=1都会是好天 线 ，只能说明发射机的能量可以有效地传输到天线系统**。但是这些能量是否能有效地辐射到空 间 ，那是另一个问 题 。

一副按理论长度作制作的偶极天 线 ，和一副长度只有1**/20的缩短型天线**，只要采取适当措施**，它们都可能做到VSW R ＝ 1 ，但发射效果肯定大相径 庭 ，不能同日而语**。VSWR数值相同 时 ，天线系统的状态有很多种可能性**，因此两根天线之间仅用VSWR数值来做简单的互相比较没有太严格的意 义 。**