天线驻波比（VSWR）的逐层全解

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。

天线驻波比的定义

天线驻波比，缩写为VSWR和SWR。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。

天线驻波比的公式

SWR=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。

天线驻波比的测试

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。测试出来的驻波比，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。可左右滑动了解。

 

 

 

 

 

天线驻波比和阻抗的关系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(SWR)，通常用电压驻波比VSWR来表示。

VSWR=1就是好天线吗?

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VSWR=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。

审核编辑：汤梓红