影響天線性能的臨界參數(shù)有很多，通常在天線設(shè)計過程中可以進行調(diào)整,，如諧振頻率,、阻抗、增益,、孔徑或輻射方向圖,、極化、效率和帶寬等,。另外,，發(fā)射天線還有最大額定功率，而接收天線則有噪聲抑制參數(shù)等,。這里就對一些常見的對RFID影響和作用最大的一些參數(shù)進行詳細介紹,。

1.諧振頻率（Resonance Frequency）

天線一般在某一頻率調(diào)諧，并在此諧振頻率為中心的一段頻帶上有效,。但其它天線參數(shù)（尤其是輻射方向圖和阻抗）隨頻率而變,，所以天線的諧振頻率可能僅與這些更重要參數(shù)的中心頻率相近?！爸C振頻率”和“電諧振”與天線的電長度相關(guān),。電長度通常是電線物理長度除以自由空間中波傳輸速度與電線中速度之比。天線的電長度通常由波長來表示,。

天線可以在與目標(biāo)波長成分?jǐn)?shù)關(guān)系的長度所對應(yīng)的頻率下諧振,。一些天線設(shè)計有多個諧振頻率，另一些則在很寬的頻帶上相對有效,。最常見的寬帶天線是對數(shù)周期天線,，但它的增益相對于窄帶天線則要小很多。我們經(jīng)常遇到同時支持兩個差異很大的頻率的雙頻天線,，如同時支持2.4GHz和900MHz的天線,，其在不同頻率的增益就不同。

2.天線阻抗,、電壓駐波比（VSWR）,、回波損耗（Return Loss）

在使用天線的時候,，大家經(jīng)常會討論你的天線阻抗是多少啊，你的天線VSWR是多少呢,？第一個問題很好回答,，一般情況下天線的阻抗是50歐（RFID閱讀器天線一般都是50歐姆），而VSWR是什么呢,？

VSWR翻譯為電壓駐波比（Voltage Standing Wave Ratio）,，一般簡稱駐波比，指的就是行駐波的電壓波腹值與電壓波節(jié)值之比,，此值可以通過反射系數(shù)的模值計算：VSWR=(1+反射系數(shù)模值)/(1-反射系數(shù)模值）,。從能量傳輸?shù)慕嵌瓤紤]，理想的VSWR為1,，即此時為行波傳輸狀態(tài),，在傳輸線中，稱為阻抗匹配,；最差時VSWR無窮大,，此時反射系數(shù)模為1，為純駐波狀態(tài),，稱為全反射,，沒有能量傳輸。由上可知,，駐波比越大反射功率越高,，傳輸效率越低。

發(fā)射機與天線匹配的條件是兩者阻抗的電阻分量相同,、感抗部分互相抵消,。如果發(fā)射機的阻抗不同，要求天線的阻抗也不同,。在電子管時代,，一方面電子管輸出阻抗高，另一方面低阻抗的同軸電纜還沒有得到推廣,，流行的是特性阻抗為幾百歐的平行饋線,，因此發(fā)射機的輸出阻抗多為幾百歐姆。而現(xiàn)代商品固態(tài)無線電通信機的天線標(biāo)準(zhǔn)阻抗則多為50歐姆,，因此商品VSWR表也是按50歐姆設(shè)計標(biāo)度的。如果你擁有一臺輸出阻抗為600歐姆的老電臺,，那就大可不必費心血用50歐姆的VSWR來修理你的天線,，因為那樣反而幫倒忙。只要設(shè)法調(diào)到你的天線電流最大就可以了,。

當(dāng)天線阻抗不是50歐姆而電纜為50歐姆時,，測出的VSWR值會嚴(yán)重受到天線長度的影響,。只有當(dāng)電纜的電器長度正好為波長的整倍數(shù)、而且電纜損耗可以忽略不計時,，電纜下端呈現(xiàn)的阻抗正好和天線的阻抗完全一樣,。但即便電纜長度是整倍波長，電纜有損耗（例如電纜較細,、電纜的電氣長度達到波長的幾十倍以上）,，那么電纜下端測出的VSWR還是會比天線的實際VSWR低。所以,，測量VSWR時,，尤其在UHF以上頻段，不要忽略電纜的影響,。

在講VSWR的時候經(jīng)常會聽到一個詞回波損耗：Return Loss,，回波損耗是表示信號反射性能的參數(shù)?；夭〒p耗說明入射功率的一部分被反射回到信號源,。例如，如果注入1mW（0dBm）功率給放大器,，其中10%被反射（反彈）回來,，回波損耗就是10dB。從數(shù)學(xué)角度看,，回波損耗為10 lg [(入射功率)/(反射功率)],。駐波比VSWR與回波損耗RL之間的換算公式為：RL=20*log10[(VSWR+1)/(VSWR-1)]。在天線匹配上VSWR和Return Loss是可以互換的,，只是計算方法不同,，其表達的意思是基本一致的。

3.帶寬（工作頻率）

天線的帶寬是指它有效工作的頻率范圍,，通常以其諧振頻率為中心,。天線帶寬可以通過以下多種技術(shù)增大，如使用較粗的金屬線,，使用金屬“網(wǎng)籠”來近似更粗的金屬線,，尖端變細的天線元件（如饋電喇叭中），以及多天線集成的單一部件,，使用特性阻抗來選擇正確的天線,。小型天線通常使用方便，但在帶寬,、尺寸和效率上有著不可避免的限制,。

無論是發(fā)射天線還是接收天線，它們總是在一定的頻率范圍（頻帶寬度）內(nèi)工作的,，天線的頻帶寬度有兩種不同的定義：

一種是指：在駐波比VSWR ≤1.5條件下,，天線的工作頻帶寬度,；

一種是指：天線增益下降3分貝范圍內(nèi)的頻帶寬度。

在移動通信系統(tǒng)中,，通常是按前一種定義的,。具體的說，天線的頻帶寬度就是天線的駐波比VSWR不超過1.5時,，天線的工作頻率范圍,。一般說來，在工作頻帶寬度內(nèi)的各個頻率點上,天線性能是有差異的,，但這種差異造成的性能下降是可以接受的,。

4.方向增益（Gain）、dBi,、 dBd

“方向增益”指天線輻射方向圖中的強度最大值與參考天線的強度之比取對數(shù),。如果參考天線是全向天線（理想孤立波源輻射），增益的單位為dBi,，大家可以理解為dB(isotropic),，isotropic是全向的意思，dB是比的意思,，即與全向比的增益,。比如，偶極子天線（半波陣子）的增益為2.15dBi,。偶極子天線也常用作參考天線（這是由于完美全向參考天線無法制造,，而理論半波陣子天線與實際偶極子天線增益相似），這種情況下天線的增益以dBd為單位,，理解為dB（dipole）,。圖2-18為理想孤立波源輻射、理論半波陣子輻射和一個四元半波對稱振子輻射的天線增益圖,。

圖2-18理想孤立波源,、理論半波陣子與定向天線增益

天線增益是無源現(xiàn)象，天線并不增加激勵,，而是僅僅重新分配而使在某方向上比全向天線輻射更多的能量（與2.1.3節(jié)的射頻增益不同）,。如果天線在一些方向上增益為正，由于天線的能量守恒,，它在其他方向上的增益則為負(fù),。因此，天線所能達到的增益要在天線的覆蓋范圍和它的增益之間達到平衡,。比如,，航天器上碟形天線的增益很大，但覆蓋范圍卻很窄,，所以它必須精確地指向地球,；而廣播發(fā)射天線由于需要向各個方向輻射，它的增益就很小,。

碟形天線的增益與孔徑（反射區(qū)）,、天線反射面表面精度，以及發(fā)射,、接收的頻率成正比,。通常來講，孔徑越大增益越大,，對于相同的孔徑頻率越高增益也越大,，但在較高頻率下表面精度的誤差會導(dǎo)致增益的極大降低。

孔徑和輻射方向圖與增益緊密相關(guān),?？讖绞侵冈谧罡咴鲆娣较蛏系牟ㄊ孛嫘螤睿嵌S的（有時孔徑表示為近似于該截面的圓的半徑或該波束圓錐所呈的角）,。輻射方向圖則是表示增益的三維圖,，但通常只考慮輻射方向圖的水平和垂直二維截面。高增益天線輻射方向圖常伴有副瓣,。副瓣是指增益中除主瓣（增益最高波束）外的波束,。副瓣在如雷達等系統(tǒng)需要判定信號方向的時候，會影響天線質(zhì)量,，由于功率分配副瓣還會使主瓣增益降低,。

天線的方向增益是指：在輸入功率相等的條件下，實際天線與理想的輻射單元在空間同一點處所產(chǎn)生的信號的功率密度之比,。它定量地描述一個天線把輸入功率集中輻射的程度,。增益顯然與天線方向圖有密切的關(guān)系，方向圖主瓣越窄,，副瓣越小,，增益越高。例如：需要100W的輸入功率,，用增益為G = 20（13dB）的某定向天線作為發(fā)射天線時,，輸入功率只需100 / 20 = 5W。換言之,，某天線的增益,，就其最大輻射方向上的輻射效果來說，與無方向性的理想點源相比,，把輸入功率放大的倍數(shù),。

增益特性：

• 天線是無源器件，不能產(chǎn)生能量，天線增益只是將能量有效集中向某特定的方向輻射或接收電磁波能力,。

• 天線增益由振子疊加而產(chǎn)生,，增益越高，天線長度越長,。

• 天線增益越高,，方向性越好，能量越集中,，波瓣越窄,。

5.輻射方向圖（RadiationPatterns）

天線的輻射電磁場在固定距離上隨角坐標(biāo)分布的圖形，稱為方向圖,。用輻射場強表示的稱為場強方向圖,，用功率密度表示的稱之功率方向圖，用相位表示的稱為相位方向圖,。天線方向圖是空間立體圖形,，但是通常應(yīng)用的是兩個互相垂直的主平面內(nèi)的方向圖，稱為平面方向圖,。在線性天線中,，由于地面影響較大，都采用垂直面和水平面作為主平面,。在面型天線中,，則采用E平面和H平面作為兩個主平面。歸一化方向圖取最大值為1,。

如圖2-19所示為垂直放置的半波對稱振子具有平放的“面包圈”形的立體方向圖又稱蘋果圖,，如圖2-19（a）所示。立體方向圖雖然立體感強,，但繪制困難,，圖2-19（b）與圖2-19（c）給出了它的兩個主平面方向圖，平面方向圖描述天線在某指定平面上的方向性,。從圖2-19（b）可以看出,，在振子的軸線方向上輻射為零，最大輻射方向在水平面上,；而從圖2-19（c）可以看出,，在水平面上各個方向上的輻射一樣大。

圖2-19垂直放置的半波對稱陣子輻射方向圖

6.主瓣,、旁瓣,、波瓣寬度

方向圖通常都有兩個或多個瓣，其中輻射強度最大的瓣稱為主瓣（Main-lobe）,，其余的瓣稱為副瓣或旁瓣(side-lobe),。如圖2-20所示,，為一個天線的主瓣和旁瓣示意圖。

圖2-20天線的主瓣和旁瓣

在主瓣最大輻射方向兩側(cè),，輻射強度降低3 dB（功率密度降低一半）的兩點間的夾角定義為波瓣寬度（Beam width）又稱波束寬度或主瓣寬度或半功率角如圖2-21所示,。波瓣寬度越窄，方向性越好,，作用距離越遠,，抗干擾能力越強,。一般超高頻RFID天線常用3dB波瓣寬度來定義,，單位是度數(shù)。

圖2-21 -3dB波瓣寬度

還有一種波瓣寬度,，即10dB波瓣寬度,，顧名思義它是方向圖中輻射強度降低10dB（功率密度降至十分之一）的兩個點間的夾角，如圖2-22所示,。

圖2-22 -10dB波瓣寬度