滿(mǎn)足便攜式設備中FM天線(xiàn)的設計挑戰

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

當天線(xiàn)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(xiàn)效率η低于最大效率ηres，因為此時(shí)的天線(xiàn)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)現最佳效率，但頻率越接近頻帶邊緣，效率就隨之遞減。對于耳機天線(xiàn)來(lái)說(shuō)這不是什么大問(wèn)題，因為這種天線(xiàn)尺寸已經(jīng)大到能夠在整個(gè)頻帶內收集到足夠的電磁能量，并轉換成較高的電壓至RF接收器中。然而，相較于較長(cháng)的耳機天線(xiàn)而言，短天線(xiàn)尺寸小，收集到的能量也少，因此當頻率遠離諧振點(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(wèn)題，主要原因是短天線(xiàn)具有比耳機更高的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)間內天線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中儲存的能量和損耗或輻射能量成正比。針對具有天線(xiàn)諧振網(wǎng)絡(luò )的天線(xiàn)等效電路而言，Q值滿(mǎn)足：

與短天線(xiàn)相比，耳機天線(xiàn)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。由于嵌入式應用必須使用較高Q值的短天線(xiàn)，因而效率驟降的問(wèn)題就格外明顯。