易探雷达小课堂
随着雷达传感器更多的渗透人们的生活，易探科技作为行业的出货量第一的企业，将为大家普及一些正确的微波雷达知识，以便于大家更好的应用雷达传感器。
首先，天线要阻抗匹配，不存在所谓的低阻抗天线更好，或0欧姆阻抗的天线好！我们先看一下天线的作用，天线的接收就是收集空间的电磁波能量，然后有效的传输到接收机中。由于天线具有互易性，所以其接收性能和发射性能是等同，只需要讨论其中之一就可以。所以天线阻抗是否合适或高低多少就要看它收集到空间电磁波能量是否能有效的传输到接收机。
01天线阻抗和阻抗匹配
我们通过图一所示电路，来看看负载阻抗与源内阻不同会带来什么影响。天线负责收集电磁波，相当于信号源，负载呢，那自然就是接收机了。假定电压源的电动势为E，内阻为Ro，负载阻抗为RL。这个问题高中生都知道，只有当负载可以获得最大的功率。
P²=E²/4RL。举个实际的例子看，如果内阻为50Ω，电动势为1V，负载也是50Ω，那么负载获得的功率为5mW。但如果负载阻抗与源内阻不相同，比如低阻抗10Ω，从电路中可以算出，分压后负载实际的电压为1/6V,从而可以计算负载实际得到的功率只有2.78mW，比阻抗匹配的结果几乎减半。
02剖析低阻抗天线
从上面分析，微波移动传感器作为一种微波行业应用，天线几乎不可能避免遵从行业的规则，天线输入阻抗为50Ω，中国有句话，叫过犹不及，高阻抗不行，低阻抗也不行。近段时间听到一种天线的创新，所谓低阻抗天线。下面我们来分析是否真如其说是所谓低阻抗天线，或者所谓真的是创新呢。
一般贴片微带天线工作的模式称为TM10模，它有其场分布结构，作为科普，我们不详细讨论场分布特征。我们只将其等效电路绘出如图二所示。可以等效为LCR并联谐振电路，谐振时，LC的电纳抵消，或者我们常说的并联谐振时等效为开路，剩下就只有R，也就是辐射电阻。前文已经分析，最适合的值就是50Ω。
图二、谐振天线等效电路
如果将等效电路重新画成图三a所示，电感和电容都拆分成两个串联，进一步将那两个中点连接，或者不连接，并接地如图三b。对谐振回路完全没有影响，辐射电阻R部分完全不受影响，还是原来的阻抗。这个中点其实就是微带贴片天线的中点，将其用接地通孔接地，对其工作频率的特性没有任何影响！那么这种电磁场的这种特征是否近年才发现的呢？数十年前，对微带贴片天线的理论分析，就求解出了其场型图，天线的哪些点是电场零点就一清二楚了。至于电磁场理论中，在电场切向为零的面或者路径加入金属片，线都对电磁场不会有改变，这种理论至少有上百年的历史了。
（a） （b）
图三、谐振天线等效电路进一步等效
所以，所谓在微带贴片天线中点加入接地通孔创造出所谓的低阻抗天线是伪科学，真实的情况是在这个特殊位置加入接地孔不会对天线在工作频率的特性有任何改变，工作频率以外的特性或许有些变化，比如对于直流由悬空变为接地状态。
03天线增益
天线增益是我们经常提到天线的第二个重要指标，与放大器增益不一样，天线是无源网络，不可能对信号有任何放大作用！放大器有增益，那是实实在在将信号放大了，天线不是，所以天线增益可以理解为，天线辐射不均匀，将辐射的能量聚集在特定的方位，由于能力守恒，必定有其他方位辐射能量减少。考虑效率为100%，比如对比没有任何方向性的天线，如果天线只向上半空间均匀辐射，不向下半空间辐射，那么我们就说天线的增益为2，换成dB做单位就是3dB,如果天线只向比如x,y,z正轴包含的角锥均匀辐射，那么我们就说天线的增益为8,或者说9dB。
那么天线增益高好还是不好呢？天线增益其实就是效率乘以方向性系数。效率部分，自然是高好，最好100%，方向性系数呢，就是上面讨论的东西，没有高好还是不好，只有适合不适合。比如军用的远距离雷达，它是瞄准一个方向看，希望作用距离远，旁边的干扰小，那方向性系数就要大，比如GPS接收天线，方向性系数高就有问题，那就只能接收到少数的卫星信号，不利于定位结算。具体到我们这个移动微波传感器呢，一般的挂高场景，方向性系数不应该太高，因为要感知360°方位的人体移动，全向天线比较适合，比如在特定的应用，如马桶，镜子，不希望感知周边物体，那就要求方向性系数高些。
大家可以看出针对不同应用场景需要匹配不同的天线。在照明行业的应用中，把辐射场做均匀绝非易事，而雷达能从不同方向探测到人体移动或存在，正是用户体验很重要的方面。易探科技作为全行业出货量第一的品牌，产品的稳定性和一致性受到众多知名品牌客户的好评。易探科技始终秉承产品稳定可靠为第一要素，好用、易用为第二要素，扎实做产品，更不搞一些伪概念误导消费者。
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