天线产生的无线电波在传输的过程中,会受到各种因素的影响,例如反射、折射、多路径等。这些因素导致了波的干涉和叠加,形成一种反射不完全的波;这种波相比于原始波的差异就被称为天线的驻波。驻波会引起天线的损耗、能量的逸散,并且会影响到天线的功率输出、频率及阻抗匹配。
驻波比(Standing Wave Ratio, SWR)是反映天线驻波情况的重要参数,通常定义为驻波电压与正向电压之比。当电压值为最大值时,驻波比为1,表示完全匹配(峰值);当电压值为最小值时,驻波比为无穷大,表示不匹配(谷值)。驻波比越小,天线性能越好。
驻波比的计算方法通常有两种:一种是在驻波倍增器中测量。在该方法中,驻波比计算公式为SWR = Vmax / Vmin,其中Vmax是驻波遥测仪计算出的最大电压,Vmin是驻波遥测仪计算出的最小电压。另一种方法是在天线接口处测量。在该方法中,驻波比计算公式为SWR = (1 + Γ) / (1 - Γ),其中Γ是复数反射系数。两种方法的测量结果应该相同。
驻波的形成是由于天线本身无法将所有的能量匹配到传输线上引起的。在天线与传输线之间的接口处,电阻、电容、电感、阻抗不匹配等因素将会导致部分能量反射回天线中,相互叠加形成波的驻留现象。驻波不仅会导致能量损失,而且可能会导致天线过热、损坏传输线,也会产生无线电波的干扰,并降低天线的效率和传输距离。
为了避免天线驻波的产生,可以采用一些方法,例如:
1.合适的天线安装角度能够减小驻波的产生;
2.合理选用与天线匹配的传输线;
3.在连接处加入阻抗匹配器以提高匹配度;
4.使用负载匹配在无线电系统中消除驻波。