【X-TechCon】干货!资深EMC工程师教你如何玩转天线
- 2025-06-24 14:54:34
作为一位EMC工程师,我们使用多种类型的天线——作为短路越来越多;旅行中的EMC故障排除人员/顾问,我使用小型可折迭DIY天线进行故障排除。
为了表征这些可调天线与频率变化的关系,能在扩展不同元件长度的情况下进行测量非常有用,以便了解在何处设置特定谐波的长度。使用内建跟踪发生器和电压驻波比(VSWR)选件的波形分析仪,可以确定谐振频率和VSWR,或者确定天线与50奥姆同轴电缆的匹配程度。
在本例中,我想描述我DIY的“精密偶极(精密偶极)”的特色。如图所示连接20dB连接器,并执行“Cal Open”以标准化显示,连接天线,按“VSWR”,然后即可在谐振点写入VSWR。在这种特定情况下,我以大约91MHz的频率测量大约2:1的VSWR。
图1用于测量DIY偶极天线的VSWR的设置。
要连接20dB连接器(在本例中为0.1~2,000MHz的Mini-Circuits ZFDC-20-5),此时追踪发生器的输出连接到连接器的“OUT”,“CPL”连接器连接至分析仪输入“IN”连接到被测天线。如果购买了分析仪的VSWR选件,只需将固定装置连接到前面的“N”连接器即可。
首先,设置频率上限和下限。我还是每个分区都使用了垂直5dB,因此可以看到更精细的变化。然后,需要使用前面板“Meas Setup”按钮下方的“CAL OPEN”软键来标准化测试设置,包括任何连接的同轴电缆。最后按“VSWR”软键并连接天线。
需记住的是,随着同轴电缆长度的增加,所连接天线的VSWR测量结果将变得不太准确。例如,如果要测试一卷100英尺长的典型同轴电缆,由于电缆损耗,在开路的情况下应该测量接近1:1的比例,情况且附加天线不会告诉你任何消息。

图2屏幕黄色截图显示了约91MHz的谐振频率和9.31dB的计算反射损耗,以及约2.0 :1的相关VSWR——与50奥姆同轴电缆的匹配还不错。图中绿色迹线为回波传感,紫色迹线为标准化数据,迹线为原始数据。
如你所见,跨越将伸缩组件向上或旋转一个角度,可以与50奥姆同轴电缆实现最佳匹配。直截了当地讲,我只得到了3:1 VSWR。显然,手持天线,以及使测量接近其他目标不会产生最准确的测量,但对于这个小实验而言,已足够了。
穿透记录谐振频率与扩展部分的数量,但是可以表征天线与频率的关系。,为了故障排除的目的,天线是否在感兴趣的频率处完美地谐振并不很重要。只有重要的是要进行准确的辐射测量时,需要将这个“精密偶极”调整为精确的谐振尺寸,这一点很重要。
在进行故障排除时,我将组件扩展出足够多的空间可见信号,然后将其胶贴到大约一公尺外的非金属表面上。透过查看相关谐波的读数图,立即可以告诉我在确定源和连接路径方面是否正在取得进展。
这是一个简单的DIY EMC测量天线,可在大约85~200MHz范围内进行调整(所用的伸缩天线),并且尺寸足够小,可以放入EMC故障排除工具包中。还包括一个1:1平衡不平衡变压器和附加的铁氧体扼流圈,以干扰共电流模块在同轴电缆亮度层的外部流动。
当然,在进行故障检修时,大多数旧金属块都会用来吸收被测产品的谐波发射。我有一个客户在大约三英英尺远的地方安装了Wi-Fi天线,当我们对他的产品进行故障检修时,它工作正常。当我使用它进行故障检修时,将其胶贴到不导电桌面的一端,并在另一端安装被测产品。然后,我可以快速看到正在向上、向下的监视,或者保持与尝试不同检修程序时相同的谐波。
天线采用Bud型号CU-123铸铝盒制成。我安装了三个BNC连接器,如图3所示。1:1平衡-不平衡绕组只是缠绕在铁氧体磁芯上(大多数都可以使用)上的大多数同轴电缆的绕层(疑多)。我使用一些细的双闪光同轴电缆进行内部布线,如图3所示,将电极层连接到天线的组件的一个中心引脚,将中心电阻连接到另一个天线单元的中心引脚。我在另外的同轴电缆上夹了一个标准的铁氧体扼流圈,以保持良好的状态,并用一片气泡包装包裹内部,防止两个铁氧体绕动。

图3天线支架显示内部1 :1平衡-不平衡变压器和附加的铁氧体扼流圈,以抑制共模电流。
我使用了比较昂贵的(30美元)钻石模型的RH789伸缩式天线,主要是因为它们标有频率与组件长度的关系——这是一个附加功能——尽管价格较低的伸缩式BNC天线应该可以正常工作他们也将走廊接在底座上,因此可以将整个东西折迭得走廊更小。两端将端点接成少许的“V”形,可以更好地匹配至50奥姆。作为红利,业余无线电友还将天线用于VHF和UHF操作的偶极。
图4显示了拆下的天线;图5已安装好并在故障排除期间准备使用天线。

图4将拆开的天线各部分整齐存放。

图5天线已配置完成,可进行故障排除。
END
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