RF天线设计的一些概念

天线的谐振频率：

谐振频率又叫共振频率，谐振频率往往有一个频率范围，发生共振的频率范围。共振最强点对应的频率就是中心频率-点频率。在设计天线时，要求中心频率S11一般小于-20dB就可以了。
天线输入阻抗：是指天线与馈线连接端的高频电压与电流之比。在天线的设计与使用中，要选择合适的馈线和阻抗匹配器，以保证天线的输入阻抗与馈线的特性阻抗匹配，使输入天线或从天线输出的功率最大。

天线谐振长度：

一段金属导2113线中的交变电流能够向空间发射5261交替变化的感应电场和4102感应磁场，这就是无线电信号的发射1653。相反，空间中交变的电磁场在遇到金属导线时又可以感应出交变的电流，这对应了无线信号的接收。在电台进行发射和接收时都希望导线中的交变电流能够有效的转换成为空间中的电磁波，或空间中的电磁波能够最有效的转换成导线中的交变电流。这就对用于发射和接收的导线有获取最佳转换效率的要求，满足这样要求的用与发射和接收无线电磁波信号的导线称为天线。
理论和实践证明，当天线的长度为无线电信号波长的1/4时，天线的发射和接收转换效率最高。因此，天线的长度将根据所发射和接收信号的频率即波长来决定。只要知道对应发射和接收的中心频率就可以用下面的公式算出对应的无线电信号的波长，再将算出的波长除以4就是对应的最佳天线长度。

天线增益：

在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。增益显然与天线方向图有密切的关系，方向图主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。天线增益是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力，它是选择基站天线最重要的参数之一。一般来说，增益的提高主要依靠减小垂直面向辐射的波瓣宽度，而在水平面上保持全向的辐射性能。天线增益对移动通信系统的运行质量极为重要，因为它决定蜂窝边缘的信号电平。增加增益就可以在一确定方向上增大网络的覆盖范围，或者在确定范围内增大增益余量。任何蜂窝系统都是一个双向过程，增加天线的增益能同时减少双向系统增益预算余量。另外，表示天线增益的参数有dBd和dBi。dBi是相对于点源天线的增益，在各方向的辐射是均匀的；dBd相对于对称阵子天线的增益dBi=dBd+2.15。相同的条件下，增益越高，电波传播的距离越远。一般地，GSM定向基站的天线增益为18dBi，全向的为0dBi。

回波损耗(RL)：

入射功率/反射功率, 为dB数值；回波损耗的值在0dB的到无穷大之间，回波损耗越大表示匹配越好。0表示全反射，无穷大表示完全匹配。S11为输入反射系数，也就是输入回波损耗。RL(dB)=10lg(输入功率/反射功率)，S11=-RL(dB)，一般指标要求：S11< - 10dB。

电压驻波比：

又名VSWR和SWR，为英文Voltage Standing Wave Ratio的简写。指驻波波腹电压与波谷电压幅度之比，又称为驻波系数、驻波比。驻波比等于1时，表示馈线和天线的阻抗完全匹配，此时高频能量全部被天线辐射出去，没有能量的反射损耗；驻波比为无穷大时，表示全反射，能量完全没有辐射出去。在入射波和反射波相位相同的地方，电压振幅相加为最大电压振幅Vmax ，形成波腹；在入射波和反射波相位相反的地方电压振幅相减为最小电压振幅Vmin ，形成波谷。其它各点的振幅值则介于波腹与波谷之间。这种合成波称为行驻波。驻波比是驻波波腹处的电压幅值Vmax与波谷处的电压幅值Vmin之比。VSWR越大，反射越大，匹配越差。现代发射机输出功率允许在一定失配情况下如（VSWR<1.7或2.0）达到额定功率。一般1.5以下也足够了，96%的都发射出去了。

S参数：

S12为反向传输系数，也就是隔离。S21为正向传输系数，也就是增益。S11为输入反射系数，也就是输入回波损耗，S22为输出反射系数，也就是输出回波损耗。