頻寬/史密斯圖/隔離度

大家應該都有使用網路的經驗，我們可以去看網路的方案常聽到100M、300M甚至1G，跟我今天所要談的頻寬是不一樣的(欠打XD) ，網路所說的是下載速度，單位是bps(每秒鐘多少位元)，但是有間接的關係(今天不討論)。

今天要談的頻寬是天線的頻率寬度，單位是Hz。廣義定義來說是天線反射係數-10 dB或-6 dB的頻率範圍(如圖)，至於怎麼定義跟天線的產品有關。可以看到若以-10 dB來看這個天線的頻寬約為5 MHz，當然在業界的spec上會用百分比來表示。

頻率上限(fu)減下限(fl)除以中心頻率(fc)。運用在通訊系統上，頻寬是越寬越好，但相對的就是犧牲點效率。並非天線的設計設都是以高頻寬為導向，還是得看設計的產品項目。

頻寬

接著談論史密斯圖，這是要進入天線RF領域的重要的一項工具，主要是方便判讀天線或電路的阻抗，如圖。主要可以圖中可以讀出中心頻率的阻抗值，但一般的網儀基本上都會顯示出來，不需要實際的去運算，但有興趣可以參考微波工程教課書[2]。

史密斯圖 [1]

所以我們其實只要學會判所以我們其實只要學會判讀即可，可用下圖解釋。

史密斯圖有三個點需要知道，分別是開路、短路與50歐姆點，上半圓表電感性；下半圓電容性，走線分成組抗圓(紅，串聯)與導納圓(藍，並聯)，導納圓往上是並電感往下是並電容。值得一提的是，順時鐘電感或電容值(串電感、並電容)的值越大，點就會走越遠，逆時鐘則反之(這個我覺得蠻需要知道的)。至於串並聯的計算一般好一點的網儀都可以幫忙計算，若沒有也可以使用ADS來計算。

最後是隔離度，天線設計好頻段，最後都會要確保頻段與頻段間是否有多餘的干涉。譬如設計藍芽頻頻段2.4 GHz，但天線有時會因為裝置的內部設計，導致在天線上多振出GPS(1.575 GHz)的頻段。聽下來感覺是一魚兩吃很讚，但若沒有想裝Switch的情況，而是還有另為一隻GPS的天線，若隔離度不好，會造成藍芽的那支天線會吃掉一點GPS的效率。隔離度的定義可以說是能量與能量之間互相干擾的程度，為一個比值，可以是功率與功率的比，單位是dB。天線與天線間的隔離度設計上，通常是能多低就多低，至少會要求在-15 dB以下。至於怎麼降低不外乎是調整Pattern或是調整Matching形成高通或低通等，當然間距能離多遠就多遠也是一個方式XD。

參考文獻

1. 史密斯圖，維基百科，https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8F%B2%E5%AF%86%E6%96%AF%E5%9B%BE
2. Microwave Engineering, David M. Pozar.