探讨一下如何测量天线的阻抗
虎哥2011/12/10电子技术 IP:四川
先做如下说明:

1、这里说的天线的阻抗,是指在馈线接设备的这个端口测得的阻抗,而非在天线馈电点去测。因为除非研究目的,测试天线阻抗总是为了和设备匹配,我们只需要知道接设备的端口看进去的阻抗就行了。

2、探讨这个问题的目的是为了设计出一个适合爱好者制作的简单电路,因此,诸如“搞台矢网就能测”这类观点,不适合本话题。

3、我们知道,测试阻抗最简单的办法是采用电桥。一个纯阻性的电桥,可以测得天线阻抗的实部,但不能测得虚部。如果要测得虚部,可以为这个电桥加上可调电容,使之平衡。但是,并不能测得虚部的符号,也就是不知道阻抗里面的电抗分量是感性还是容性。我们的目标是测出阻抗的实部和带符号的虚部。

4、对于第3点的方法,如果采用变动测试频率的办法,可以从阻抗的变化趋势知晓虚部的符号。但是这种方法需要软件来试探和判断,有点劳民伤财。同理,通过调谐电桥来测试阻抗,也需要试探调谐点,这更加劳民伤财,我们不能这样做。

5、测试电压/电流的相位当然是最直接和可靠的方法,但是似乎并不简单,不一定适合业余爱好者制作。尤其当频率超过100MHz时,因为这时具有正交输出功能的DDS已经很贵了。如果有简单易行的办法,请提出来。

探讨的方向是:一个相对简单容易制作的电路,可以连续测得天线的复阻抗,这个目的如果达不到,至少要能测出虚部不清楚符号的阻抗。
来自:电子信息 / 电子技术
16
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~~空空如也
好酷
13年1个月前 IP:未同步
343190
所有涉及到DIY仪器的,都有一个共同的特征。

没钱还得能办事。
+1
科创币
jrcsh
2011-12-10
长期如此阿
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bg2bhc
13年1个月前 IP:未同步
343191
5其实就相当于一个VNA了
频率不够可以加变频器解决,比如这个XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/vna_XXXXXXXXXXXXXXm 想搞下试试
另外AW系列的天线分析仪是什么原理呢?拆过,里面不是很复杂,但是没有仔细看。。。
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hambaby
13年1个月前 IP:未同步
343228
MFJ259B电桥部分电路
259Q.gif

完整电路图
37_5252_cdbbf1d52c05538.gif
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虎哥作者
13年1个月前 IP:未同步
343247
请详解一下这部分电路的工作原理和数据计算方法[s:274]

1.jpg
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量子隧道
13年1个月前 IP:未同步
343258
用个简单的环行器或双工器,把反射回来的信号与发送信号分离开。
然后用个简单的电路测量反射信号相对于发射信号的摆幅和相位。得出复反射系数Cr。
然后根据传输线的反射公式:Cr=(ZL-Z0)/(ZL+Z0)可以算出负载阻抗(即天线阻抗ZL)。Z0一般都是传输线特征阻抗50欧姆。
环行器,天线,测量电路三者需接近。若有距离,会因为传输延迟,导致信号相位改变,反射系数的相角就变了。ZL的相位也就不对了。
不知这方法是否够简单。
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y2k
13年1个月前 IP:未同步
343260

attachment icon An Antenna Impedance Meter for the High Frequency Band.pdf 1.04MB PDF 116次下载 预览
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bg8npk
13年1个月前 IP:未同步
343334
跟帖学习的。
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虎哥作者
13年1个月前 IP:未同步
343360
5L的方法相当正确,但是“简单的电路测量反射信号相对于发射信号的摆幅和相位”貌似并不简单,或者说不便宜,能不能具体一点?
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量子隧道
13年1个月前 IP:未同步
343463
似乎我想复杂了。容我再想想如何测量两信号的摆幅和相位关系。
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虎哥作者
13年1个月前 IP:未同步
343620
这个问题,有两种主流办法:

1、采用电桥(如259中的那种),测得入射电压、负载上的电压和电桥两个节点间的电压(实际上是两个节点对地的电压之差),共三个电压,进行计算。这种计算得不到符号,但是可以变动频率,看Z的是变大还是变小,从而判断出符号。如果是连续测量,变动频率在先,显示结果滞后一点,就有足够的时间和频率差用于计算了。
2、采用定向耦合器(如矢网中的那种),测得入射和反射的幅度差及相位差,计算得到复阻抗。至于幅度差和相位差的测量,有芯片可以实现。

第一种方法的弊端是计算过程比较长,而且频率比较难做高,否则误差太大。
第二种方法的弊端是低频段的定向耦合器体积大,成本高。

两种方法都可以用混频方式提高选择性,但是第一种方式需要3个混频器(或者电子开关控制分时测量),第二种只需要两个(这个恐怕不能分时)。混频必然会加大误差,这个就看用来测什么了,如果是测已经架设到位的天线,恐怕不混频是不行的,除非入射强度很大。像我这里天线收下来,有个广播频率上竟然有5dBm,辐射大大的。

改天有空了做出来实际评价一下到底哪种方法好,哪位有空仿真一下也行。
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好酷
13年1个月前 IP:未同步
344011
还是老老实实的攒钱吧。。。
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spt77
13年0个月前 IP:未同步
353673
其实有一个可以免费使用的仪器,但价值不菲:手指!

把手指靠近甚至按到需要匹配的电路上,观察指标变好或者相反,你就可以推断应该继续增加电容或者减少电容![s:274]

或者铜管,或者在匹配电路上增加电容或者减少电容!
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虎哥作者
13年0个月前 IP:未同步
353690
看了楼上的回复让我想起当年调试收音机的时候,要做一根探测棒,用它的两头分别靠近电路,看看是什么变化,然后就知道怎么调了[s:274]

现在已经选用了混频在中频测量的思路,但是中频滤波器对相位的影响是个难题。
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hambaby
13年0个月前 IP:未同步
353741
手指法或者如意铜铁棒法,对于被调试系统的物理尺寸远大于调试者的时候基本无效……

引用第12楼spt77于2012-01-14 15:44发表的 :
其实有一个可以免费使用的仪器,但价值不菲:手指!

把手指靠近甚至按到需要匹配的电路上,观察指标变好或者相反,你就可以推断应该继续增加电容或者减少电容![s:274]

或者铜管,或者在匹配电路上增加电容或者减少电容!
.......  


引用第13楼虎哥于2012-01-14 16:44发表的 :
看了楼上的回复让我想起当年调试收音机的时候,要做一根探测棒,用它的两头分别靠近电路,看看是什么变化,然后就知道怎么调了[s:274]

现在已经选用了混频在中频测量的思路,但是中频滤波器对相位的影响是个难题。  
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cddhb88
13年0个月前 IP:未同步
354144
引用第13楼虎哥于2012-01-14 16:44发表的  :
看了楼上的回复让我想起当年调试收音机的时候,要做一根探测棒,用它的两头分别靠近电路,看看是什么变化,然后就知道怎么调了[s:274]

现在已经选用了混频在中频测量的思路,但是中频滤波器对相位的影响是个难题。

有一种滤波器叫连续相位滤波器。成都天奥在做,价格未知,估计不是廉价办法。
另外MFJ-259那种电路的精度太低!因为是检波二极管得到的射频电压和相位值。
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