增益和效率
最大增益、平均增益和效率决定了天线的带宽和性能。这些指标越高,天线的带宽和性能就越好。而且,天线在它的工作频率范围内也应该有足够的VSWR。
通常,10dB的回波损耗(2.0:1.0 VSWR)或更好是人们预期的指标。为了获得天线整体性能的更好相位图,应该考虑效率的最大增益或者平均增益。但是不要陷进仅考虑这些特性中的一个就得出一个结论。
最大峰值增益是衡量天线指向性的一个很好指标,但如果把它作为决定常规天线性能的主要标准则会被误导。通常,越是复杂的设备中,增益会越低,所以当天线被安装在实际的设备中时就会产生损耗。
这是由于高的峰值增益总是意味着指向性的某一强度,而且可能导致天线在某个方向上增益更低,这是由于在相位方向图中某方向的零强度。人们应该选择一个在推荐的分贝值之上还有余量的天线,以确保它满足实际环境中的系统需求。
大多数的无线系统都有50Ω的阻抗,天线也应该尽可能地与这个值匹配,以减少系统中的不匹配/损耗。为了全面表征天线的特性,其他要考虑的因素还包括极化方向(垂直极化、水平极化,或圆极化),以及相位方向图(在xz平面、zy平面和xy平面)等。
大多数手持便携设备需要一个线性极化天线,并且具有用于覆盖360全方向的全向相位方向图,但真正的全向相位方向图只是理论上的。
通常,设备的机械结构影响天线相位方向图的形状,并在相位方向图中产生零强度和指向性。如图2所示,在许多情况下,决定真实天线性能的最好方式是天线的完整三维辐射效率,因为它显示了有多少天线的能量被转换成辐射波传输出去,以及由于天线阻抗不匹配所造成的损耗和辐射损耗有多少。
特别是在小型便携或手持设备中,由于实际使用的设备可能是朝着任意方向,三维效率是比最大增益更好的参数。此外,由于最大增益峰值波束可能朝向用户的身体,增益会由于人体衰减而降低。
机械结构布局
设备的机械结构布局决定了所需要的天线的尺寸和类型,而天线的尺寸和类型也限制和决定了天线的电气特性。因此,设备的机械结构设计也应该考虑到天线的选择。
典型的机械结构特性就是形状要素(外部的或内部的)、结构、尺寸、安装方式、连接形式、美学考虑,以及机械结构的持久性和天线部件的可靠性。设备和天线这两者的构成材料选择和机械结构设计直接影响着可制造性。