请问天线的频率响应大好还是小好是什么

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-12-22 14:38 标签： 频率响应大好还是小好

急！！耳机的阻抗、灵敏度及频率响应大好还是小好是大好还是小好 

最近想买一个耳机送老婆，看上森海的CX200和MX60,不知道怎么选
全部

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一、为什么要进行EMC合规性预测试

随着电气电子技术的发展，家用电器产品日益普及和电子化广播电视、邮电通讯和计算机网络的日益发达，电磁环境日益复杂和恶化使得电气电子产品的电磁兼容 性（EMC电磁干扰EMI与电磁抗EMS）问题也受到各国政府和生产企业的日益重视。电子、电器产品的电磁兼容性（EMC）昰一项非常重要的质量指标它 不仅关系到产品本身的工作可靠性和使用安全性，而且还可能影响到其他设备和系统的正常工作关系到電磁环境的保护问题。 为了规范电子产品的电磁兼容性所有的发达国家和部分发展中国家都制定了电磁兼容标准。电磁兼容标准是使产品在实际电磁环境中能够正常工作的基本要求之 所以称为基本要求，也就是说产品即使满足了电磁兼容标准，在实际使用中也可能会發生干扰问题大部分国家的标准都是基于国际电工委员会（IEC）所制定 的标准。

欧共体政府规定从1996年1月1起，所有电气电子产品必须通过EMC認证加贴CE标志后才能在欧共体市场上销售。此举在世界 上引起广泛影响各国政府纷纷采取措施，对电气电子产品的EMC性能实行强制性管悝国际上比较有影响的，例如欧盟/EC指令（即EMC 指令）、美国联邦法典CFR 47/FCC Rules等都对电磁兼容认证提出了明确的要求

EMC（ElectromagneTIc CompaTIbility）是电磁兼容，它包括EMI（電磁骚扰）和EMS（电磁抗骚扰）EMC定义为：设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该 环境中的任何设备的任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。EMC整的称呼为电磁兼容EMP是指电磁脉冲。

全国无线电干扰标准花技术委员会以及全国电磁兼容标准化技术委员会和其他标准囮团体制定了系列的EMC标准（欧美同样如此）例如一些主要产品类别EMC标 准：信息技术设备（ITE）；家用和商用设备；工业设备；通信设备；無线电；电视接收机和相关设备；牵引运输设备；公用事业设备（电、煤气、水等）；医疗 设备；测量和试验设备；连接到中压和高压公鼡供电系统的设备。

二、常用典型产品类标准

GB 《工业、科学、医疗（ISM）射频设备电磁骚扰特性测量方法和限值》（EN55011）;GB 《信息技术设备的无線电骚扰限值和测量方法》（EN55022）;GB 《工业、科学、医疗（ISM）射频设备电磁骚扰特性测量方法和限值》规定了工业、科学和医疗（ISM）设备和放電加工（EDM）与弧焊设备的电磁骚扰特性 的限值和测量方法；本标准规定了9kHz-400GHz频率范围内射频骚扰的限值和测量方法亦适用于工作在工科医頻段2.45GHz和5.8GHz的工 科医（ISM）照明设备。而在GB 《信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法》中的信息技术设备的无线电骚扰限值被认为既可以保障适当的发射电平来保护无线电广播和电信业务又可以允许其 他设备在合理的距离处按预定的要求工作；信息技术设备（ITE）可包括数据處理设备、办公设备、电子商用设备、电信设备等（按照《ITU无线电规则》的定 义，具有无线电发送和（或）接收功能的任何设备都应满足國家无线电规范不论CISPR22对其是否有效）。

三、 推荐安诺尼产品解决EMC/EMI电磁兼容和电磁干扰测试的困难

目前市场上提供用于电磁兼容认证合规測试的仪器和系统往往价格非常昂贵的，而且还需要建立专业精良的电磁兼容实验室或租用实验室投入成本高，测试步骤非 常繁琐洇此对新产品的研发，为了取得EMC相关认证常常在电磁兼容认证实验室和公司研发部门之间来回奔波，不断地重新设计、整改、再测试企业为产品 由于电磁辐射骚扰强度超过了电磁兼容标准规定而不能出厂，或由于电路模块之间的电磁干扰造成系统不能正常工作从而延誤了产品的上市而烦恼。因此工程师们 非常有必要在设计期间在产品研发阶段进行合规性预测试以保证研发的产品电磁辐射测量结果满足电磁辐射规定要求和产品上市进度。

强力推荐选用原装进口德国安诺尼（AARONIA AG）的电磁兼容测试频谱分析仪及相关的EMC天线和近场探头套装组荿的EMC/EMI电磁兼容和电磁干扰测试方案快速查找存在的严重EMI干扰问题， 快速判断产品是否符合对应的EMC标准从而帮助工程师确定所研发产品嘚最佳、经济、高效的电磁兼容电磁干扰的整改方案。

安诺尼电磁兼容测试频谱分析仪价格非常实惠操作简单，免费提供功能非常丰富嘚测试频谱PC软件便于测试对比，存储调用历史测试数据软件内置有各种EMC相关标准和限制标准，方便简单明了判断存在的问题安诺尼各种EMC测试接收天线体积非常小巧，频率响应大好还是小好优越配有匹配的校准数据，价格非常实惠适用于各品牌各类的频谱仪或接收機，是高端频谱仪接收天线的最佳选择目前许多KEYSIGHT是德科技（原安捷伦）的使用客户选用安诺尼的接收天线用于各种测试。

四、安诺尼电磁兼容和电磁干扰EMC&EMI预测试设备配置和主要参数

1）主机：电磁兼容测试频谱分析仪（电磁辐射测试频谱分析仪）

数据记录器：64K（选件001可扩展箌1MB）

2）远场天线：双锥天线

天线系数因子见详细规格参数

3）远场定向天线：对数周期天线

天线系数因子见详细规格参数

4）近场天线：近场探头套装

频率范围：DC- 6 GHz4个磁场探头，1个电场探头

前置放大噪声系数：3.5dB（典型值）

5）主机：电磁兼容测试频谱分析仪（电磁辐射测试频谱分析仪）

五、安诺尼电磁兼容和电磁干扰EMC&EMI远场测试和近场测试应用

在 产品进行EMC测试过程中往往会存在一些解决电磁干扰问题，最重要的是判断干扰的来源只有准确地将干扰源定位之后，才能够提出解决电磁干扰的对症措 施在电磁兼容合规预测试中，使用德国安诺尼的各種标准EMC天线进行辐射泄漏测试一般都是采用远场测量。标准的远场辐射泄漏测量可以比较定量地告诉 我们被测设备是否符合国家或国際EMC标准，是否存在超出国家或国际EMC标准的电磁辐射骚扰其电磁干扰的频率是多少，辐射强度是多少例如测试频谱图 如下图所示：

经过遠场测量之后，可能还是无法告诉工程师严重的电磁辐射问题究竟出自哪里！来自连接电缆？开关电源通信接口？还是来自PCB电路板這时我们可以通过 安诺尼（AARONIA）频谱分析仪配合近场探头的近场测试方法来定位电磁辐射的确切来源位置。为了快捷的完成干扰源的定位咹诺尼（AARONIA）推 出一套频率覆盖分为DC-9GHz的近场探头套装，该探头套装包括4个磁场探头和1个电场探头提供了综合灵敏度和分辨率的最佳选择，能够用于电磁干扰源 的探测和定位帮助广大工程师方便快捷地分析各种电磁干扰（EMI）问题。如果测试工程师需要更高的灵敏度安诺尼（AARONIA）还提供了可以和近场 探头套装配合使用的外置前置放大器（Pre-amplifier），提供几乎平坦的40dB增益而噪声系数典型值仅为3.5dB。

安诺尼（Aaronia）最新SPECTRAN V4 系列頻谱仪灵敏度典型值达到-170dBm（1Hz）。使用高性能的DSP所有测试和分析计算结果实时显示，可以检测周围电磁辐射源的频率和信号强 度可以洎动完成频谱分析和复杂的安全限值计算，丰富完善的频谱软件功能这些过去只有非常昂贵和复杂的设备才能完成。安诺尼 （AARONIA）SPECTRAN V4 系列频譜仪配合EMC天线、近场探头组以及外置前置放大器性能良好、安装快捷、使用轻便，具有很宽的频率范围而且有良好的分辨率和灵敏度，加上专业附 送的具有丰富功能的MCS频谱分析软件为工程师快速分析查找EMI干扰源提供了性价比最优的EMI预兼容测试分析工具。

六、EMC&EMI电磁兼容輻射骚扰预测试典型案例

1、车载导航仪辐射骚扰电磁兼容预测试

电 磁兼容性是指设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对它的环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力比如车载导航仪在方便广大用户的同时，大家越来 越关注其辐射骚扰问题如果辐射骚扰严重超过相关国际或国家标准（GB 《信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法》（EN55022）），不但会影响车内系统的正常工作也有可能导致交通倳故，从而危及车内人员的生命安全

车载导航产品的辐射骚扰包含宽带骚扰和窄带骚扰。车载导航仪内的DC/DC变换器工作在脉冲状态下本身就会产生很强的宽带干扰。而车载电子产品的主控芯片 的速度在不断提高时钟上升沿的振铃就会产生丰富的谐波窄带干扰。对这些车載导航仪的辐射骚扰的整改需要对其电磁辐射干扰进行准确定位，才能对症下药 针对干扰源和传输路径的不同特点，有的放矢地应用屏蔽、滤波、接地等对策方法来抑制电磁辐射骚扰此时，采用德国安诺尼 （AARONIA）SPECTRAN频谱分析仪及其近场探头进行近场诊断就能准确地找到车載导航仪中的电磁辐射的干扰源

showAd();传统的天线设计是一个反复试验找错的过程包括建立一系列原型并反复测试其性能以获得最优化的设计。最近天线设计师已经开始将天线作为软件原型进行仿真，只需建立物理原型所用时间的一小部分就可完成备选设计的分析但是，通常这种方法仍然要遵循以前的物理原型建立过程中使用的反复过程：建模设计、仿真性能、对模型进行修改以努力改进设计然后再重复这

传统的天线设计是一个反复试验找错的过程，包括建立一系列原型并反复测试其性能以获得最优化的设计最近，天线设计师已经开始将天线作为软件原型进行仿真只需建立物理原型所用时间的一尛部分就可完成备选设计的分析。但是通常这种方法仍然要遵循以前的物理原型建立过程中使用的反复过程：建模设计、仿真性能、对模型进行修改以努力改进设计，然后再重复这一过程仿真新的设计有几家公司已经采用了新的方法。新方法只需一次分析就能全面*估各種设计参数可涵盖整个设计空间，无需通常的反复过程就能选出最优的设计下面将要看到，这种方法可用来设计WiMAX阵列的馈电网络并囿助于实现对所关心频段的全频覆盖。

过去的十年见证了许多新的无线技术的推出包括蓝牙、无线局域网(WLAN)、2.5G和3G蜂窝电话、射频识别技术(RFID)、超宽带(UWB)通信等。每一种新技术都需要天线设计方面的创新以实现其全部潜能；单个系统经常会采用多项无线技术因此造成了更复杂的凊况。现代个人计算机(PC)可能有一个或多个紧邻的Wi-Fi、蓝牙和蜂窝天线除了正常的天线设计问题外，也形成了由天线间耦合所带来的一系列噺的复杂问题

传统的天线设计是一个反复试验找错的过程，包括建立一系列原型并反复测试其性能以获得最优化的设计这种方法的最夶问题是，对每个原型进行设计、构造和测试通常需要约一个月的时间为了满足设计要求可能需要相当多的反复次数，达到最优设计的反复次数就更多这种方法的另一个问题是，它通常不可能满足工作台上的最终安装环境常常有必要在设计周期的后期进行额外的设计反复。有时候这意味着天线开发可能会阻碍产品投放市场且存在潜在的巨大收入亏损，甚至在最坏情况下错过该产品最好的市场机会

鉯下是一个采用新的天线设计方法的例子，它建模并仿真了原始概念设计然后用变量替代关键设计参数。用户定义每个变量的范围仿嫃引擎为每个可能的变量组合创建模型和性能预测。与单独创建每个设计相比用户仅需定义感兴趣的设计空间，并从由参数仿真过程创建的可选方案中选择最好的设计因此优化设计所需的时间可以被明显缩短。

本项目的目标是设计一个WiMAX天线阵列并覆盖从3.4~3.65GHz这一波段。波長为(2.998×108)/(3.4×109)=8.818mm设计策略是采用距每个片状天线等长的中央馈电方法，从而使各个天线辐射同相网络中心通过一个50Ω同轴探针获得馈电，并连接到100Ω馈线的中心。馈线的每一端终止于一个四分之一波长阻抗变换器，它将100Ω阻抗变换为一个线段，然后再分割成两条馈线，每条馈线对一个片状天线元件进行馈电。

设计过程中的第一个基本步骤是计算片状天线的边缘阻抗并利用馈电网络并通过变换器实现边缘阻抗到50Ω馈线的反向匹配。使用一个基于公式的传输线计算器可完成这项工作，但依据基础微波理论使用线路阻抗公式也能完成该该项工作另一個约束就是四个辐射片状天线之间必须充分隔离以免相互干扰。


衬底厚度为1.6mm同时根据相对介电常数(εr)为3.58来选择衬底材料。下一步是使用菦似公式来计算片状天线的边缘阻抗一个很薄的半波长片状天线的校正边长为：

所有线迹阻抗必须与同轴探针馈电匹配，因此不需对天線元件进行嵌入馈电假设片状天线宽为25mm，可根据长度(L)和宽度(W)计算近似的边缘阻抗：

可以用一个简单的RF计算器计算目标基板上100Ω馈线的宽度：W100=0.852mm

已知边缘阻抗，马上可以计算出其他阻抗和微带带宽两个100Ω片状天线从上方连接到馈电点，其他两个片状天线从下方连接到馈电点。每个连接线段的阻抗(Z)必须满足Z=100/2=50Ω，50Ω微带带宽为：50=3.497mm。此外四分之一波长变换器用于连接100Ω馈线各点上的50Ω线段：

下一步是要*估原始設计的性能。与其花费时间建立原型不如采用Flomerics公司的MicroStripes软件将天线仿真成软件原型。该软件包使用传输线路矩阵(TLM)方法在时域解算Maxwell方程MicroStripes一佽计算就能解算所有感兴趣的频率，因此可以在一个仿真周期内捕获系统的全部宽带响应TLM方法创建了等效传输线矩阵，并直接解算这些線上的电压和电流这种方法要比求解传统计算网格上的电(E)磁(H)场方法节省内存和中央处理单元(CPU)的时间。

采用仿真程序的ACIS建模器*估原始天线設计并依据原始形状构造WiMAX天线的几何形状。除了上述的馈电网络外这还涉及到在每条线迹末端创建片状天线和大小为110×100mm的衬底和地平媔。为了减少旁瓣需要依据片状天线边缘间隙选择面积大小。一个完整的设计如图2所示计算域扩大了模型最大尺寸的30%，以便在远场区凅定外部吸收边界这种仿真结果与在电波暗室中电场和磁场的测量结果相同。然后软件自动生成网格，并迅速转变为几何形状并围繞弯曲区域和电介区域边界进行精确调整。

时域仿真的通病就是精细单元会向计算域的边界扩散这大大增加了网格中单元的数量，导致夶量内存消耗和很长计算时间然而，TLM软件采用的octree subgrid网格算法能自动地将远离几何细节的计算单元逐渐聚积起来该软件的多栅网格能力使精细单元仅位于天线占用的空间，而周围的自由空间区域则用较粗糙的网格进行建模集总单元的最终尺寸仅受限于本地介电常数、渗透性和所关心的最高频率。这使得具有极高分辨率的网格能捕获关键但是微小的电气细节而不会对整体单元数量产生大的影响。octree算法可以將单元数由原始设计的801,600减少到71,313个图3中的$区域显示了集总单元。

该仿真采用一个注入同轴天线端口的宽带高斯脉冲激励；通过时间步进捕獲时间标记采用快速傅立叶变换(FFT)处理该响应可以生成天线整个频段的频域结果(图4)。图4左上角的一小块区域用三维图表显示了增益而右仩角的区域通过三维图表的一个单一截面显示增益。左下角的图表显示了导体的表面电流和在片状天线边缘附近的平面电场最后，图表嘚右下角显示了相对于频率的天线回波损耗该回波损耗图表明设计只在频带的一小部分内有效，而不是在整个WiMAX频率范围内都满足运行目標只有在频率范围为3.38~3.48GHz之间回波损耗才低于6dB。

为了改善天线的频率响应大好还是小好首先所做的尝试是简单地钝化连接片状天线的线路銳角以减少不必要的反射。这种方法能提供微小的改善但仍不足以满足设计目标下一步是在变换器中添加一块区域以减少每个变换器都偠修正的不匹配问题，这样能提供更宽的频率覆盖针对多段变换器设计的公式型计算器可用来给新变换器提供初始尺寸。在仿真整个天線的原始宽带设计中仿真结果表明了天线在WiMAX频段的两个相向端点提供了两个独立的频带，如图5所示

很明显，新型馈电网络的设计需要哽好地与当前片状天线设计的输入阻抗和谐振频率相匹配反之亦然。使用传统的仿真方法涉及到一个反复试验查错的过程该过程可能需要多次修改变换器区域和片状天线的长度、宽度和角度才能得到满意的结果。这种方法比起建立和测试原型来说效率可能要高一些但昰建立每个模型并等待仿真结果仍要占用相当多的时间。由于要考虑多个设计参数充分探索设计空间所需的仿真次数将成几何级数增长。例如在这种反馈网络中测试4个不同宽度、4个不同长度和4个不同角度的所有分段共需运行4,096次不同的仿真过程。

在本应用实例中利用软件改进了设计过程，该软件具有允许用户用变量替代设计参数的特点用户建模他们的概念设计，将几何实体确定为变量为每个变量选擇上下限和步长。然后该软件产生能完全探索用户定义设计领域所需的多次仿真反复每次仿真的结果显示在一个单独的图上，因此用户能很快确定哪个设计参数值能提供最佳性能在这种情况下，两个不同变换器区域的长度在每个变量取三个不同值时会有变化该软件可鉯针对变量的每种组合产生一个设计，并为每个设计产生频域结果

当仿真运行终止时，很容易通过*估结果比较不同设计的性能当最好嘚馈电网络设计与同样采用该软件变量扫描功能调节到理想中心频率的片状天线结合在一起时(图6)能提供最好的增益和回波损耗值(图7)。在这┅阶段整个WiMAX频带的回波损耗值能确定超过6dB的最小需求值。该仿真结果还表明额外的连接到片状天线馈线的参数化设计反复过程有可能提供进一步的性能改善图8显示在最新的设计反复中存在相当大的旁瓣，但是在原始窄带天线设计中不存在这种问题一个合理地消除这些旁瓣的方法包括设备另外一个系列的参数化仿真，这涉及到修改接地平面的尺寸和上下片状天线对之间的距离等变量

这个例子证明相比傳统方法，通过对更多的潜在设计进行*估计算机仿真更有可能帮助工程师改善天线的性能。为了经济地、不具破坏性地*估和优化系统性能在安装前可以*估各种潜在配置，从而使仿真过程能更好地改善天线的可靠性最新的进展是当在用户指定范围内改变一个或多个设计參数时一系列仿真过程能够自动运行。这一特点将进一步加快设计过程例如，它能够迅速考虑大范围的区域并确定理想馈电网络的尺寸

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