调谐 HAM大学：天线调谐丨小白可以参考的跳坑指南（1）

什么是天线调谐？

天线有电阻、电容和电感，这取决于天线的物理特性，包括形状、尺寸、材料和环境因素。当高频信号馈入天线进行辐射时，并非所有的功率都能从天线辐射出去，一小部分会反射回发射源。这些反射波在传输线路上产生“驻波”，并造成损耗。当源阻抗等于负载阻抗时，反射最小。因此，为了减少这些反射和最终功率损耗，负载阻抗(即天线)应等于发射源阻抗(通常为50ω)。天线调谐基本上是天线阻抗与发射源阻抗匹配的过程。如果天线的阻抗已经等于电源的阻抗，则无需调谐。

驻波图像

偶极天线结构简单，占地面积小。它们的辐射方向图类似于鞭状天线，除了沿振子方向(甜甜圈形状)外，都是全向的。偶极天线、半波天线、单极天线、折叠偶极天线和短偶极天线有不同的改进。他们的主要缺点也是他们的尺寸。

PCB天线小巧紧凑。不需要任何匹配组件，因为匹配是通过改变天线的长度来实现的。主要用在空之间有限制的地方，比如手机内部。它们的主要缺点是效率不如偶极天线。请注意，如果印刷电路板上有任何变化，天线可能需要重新调谐。例如，如果层压板或印刷电路板厚度、印刷电路板材料或其他组件发生变化，则有必要重新调整天线。

ESP-12F带印刷电路板天线的WiFi模块

所需工具

VNA(矢量网络分析仪)

市场上有许多不同的vna，但它们通常非常昂贵。作者使用的VNA被称为“迷你VNA”，与其他VNA相比相当经济。这是一个基于USB的VNA，没有显示器，所以它必须连接到计算机才能查看结果。

这里有一个从速卖通购买的链接:https://ru.aliexpress.com/item/32961910083.html

校准套件

校准套件用于校准VNA，有3个连接器，短路、开路和50ω阻抗。如果没有VNA，必须从外面购买。

匹配元件

为了调谐天线，需要匹配不同值的元件(电感和电容)。确保他们的等效串联电阻额定值较低。ESR越低，杂散电感和电容效应越低。

这是作者从lcsc.com: BOM购买的不同价值组件的物料清单

http://cdn . myhamplace . com/599 mag/images/daily/08.05-antenna _ tuning _ BOM . xlsx

可以直接上传到他们的网站快速购买。

连接器转换器

有时需要将一种连接器类型转换为另一种。例如从形状记忆合金-U.FL或形状记忆合金公-母。为此，可以使用不同的转换器将一种连接器类型转换成另一种。

形状记忆合金-紫外线连接器

形状记忆合金公母连接器

VNA和校准软件

VNA软件将取决于正在使用的VNA。更多信息请参考VNA的网站。

史密斯图表:

史密斯图是在反射系统的散射平面上绘制的具有归一化输入阻抗(或导纳)的等效圆族的计算图。它是一个电气电子工程的图表，主要用于传输线的阻抗匹配。当在矢量网络分析仪(VNA)上测量时，它用于显示实际(物理)天线的阻抗。使用史密斯圆图，匹配组件的值可以很容易地计算出来。

有一个软件可以画出史密斯圆图并计算成分值:https://www.w0qe.com/SimSmith.html

待续！