滿足便攜式設(shè)備中FM天線的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)

諧振頻率(fres)是指天線可使電磁波轉(zhuǎn)換成電壓的最高效率時(shí)所使用的頻率。天線效率是Rrad的功率與天線總功率的比值，以Rrad／Zabt表示，其中Zant是具有天線諧振網(wǎng)絡(luò)的天線阻抗。Zant可表示為：

當(dāng)天線處于諧振狀態(tài)時(shí)，效率η可以表示為：

其他頻率時(shí)的效率為：

除了諧振頻率以外的天線效率η低于最大效率ηres，因?yàn)榇藭r(shí)的天線輸入阻抗Zant如果不是電容式的，就是電感式的。

從上圖可以看出，98 MHz時(shí)可實(shí)現(xiàn)最佳效率，但頻率越接近頻帶邊緣，效率就隨之遞減。對(duì)于耳機(jī)天線來說這不是什么大問題，因?yàn)檫@種天線尺寸已經(jīng)大到能夠在整個(gè)頻帶內(nèi)收集到足夠的電磁能量，并轉(zhuǎn)換成較高的電壓至RF接收器中。然而，相較于較長的耳機(jī)天線而言，短天線尺寸小，收集到的能量也少，因此當(dāng)頻率遠(yuǎn)離諧振點(diǎn)時(shí)效率也會(huì)快速地降低。這可能會(huì)在頻段邊緣使用固定諧振方案時(shí)，造成接收方面的問題，主要原因是短天線具有比耳機(jī)更高的Q值，使其效率在頻帶邊緣驟低。
Q值代表質(zhì)量因子，它與每單位時(shí)間內(nèi)天線網(wǎng)絡(luò)中儲(chǔ)存的能量和損耗或輻射能量成正比。針對(duì)具有天線諧振網(wǎng)絡(luò)的天線等效電路而言，Q值滿足：

與短天線相比，耳機(jī)天線由于尺寸較大，天生就具有較高的輻射電阻Rrad，因此也使其Q值較低。由于嵌入式應(yīng)用必須使用較高Q值的短天線，因而效率驟降的問題就格外明顯。