天线系数

天线系数 (AF)

外文名	Antenna Factor
符号	$AF$ 或 $K$
单位	m⁻¹ 或 dB/m
核心逻辑	场强 = 电压 + 天线系数
关联参数	天线增益、工作频率

天线系数（Antenna Factor, AF）定义为入射到天线上的电场强度与天线输出端口产生的感应电压之比。在电磁兼容（EMC）测试中，由于测量仪器（如接收机、频谱仪）读取的是电压值，而测试标准（如 CISPR 32）限定的是场强值，因此必须通过天线系数进行换算。

数学定义

天线系数的线性表达式为：

$AF=\frac{E}{V}$

其中：

• $E$： 天线所在位置的电场强度 (V/m)。
• $V$： 天线输出端的电压 (V)。

在工程应用中，通常使用对数单位（分贝）来简化计算：

$E(dB\mu V/m)=V(dB\mu V)+AF(dB/m)$

注意： 在实际测试中，还需考虑电缆损耗（Cable Loss, CL）和放大器增益（Gain, G）：

$E=V_{reading}+AF+CL-G$

与天线增益的关系

天线系数与天线自身的增益（Gain）及工作频率（Frequency）紧密相关。对于 50Ω 的系统，换算公式为：

$AF(dB/m)=20{\log }_{10}\left(\frac{9.73}{\lambda \sqrt{G}}\right)$

简化为频率公式：

$AF(dB/m)=20{\log }_{10}(f_{MHz})-G_{dBi}-29.79$

由此可见：

1. 频率越高，天线系数通常越大（在增益不变的情况下）。
2. 天线增益越高，天线系数越小，表示天线将电场转换为电压的能力越强。

实际应用意义

1. 频率响应： 天线系数并非固定值，而是随频率变化的曲线。在 EMC 测试软件中，需要导入天线校准证书提供的 AF 修正表。
2. 校准要求： 按照 ISO/IEC 17025 等体系要求，天线需定期送往标准实验室（如电磁兼容检测中心）进行校准，以获得准确的天线系数。
3. 选型参考： 在进行低电平信号测试时，倾向于选择天线系数较小的天线，因为其灵敏度更高，能更清晰地将微弱场强转化为可测量的电压。

常见天线的 AF 特性

• 双锥天线 (Biconical)： 常用于 30MHz - 300MHz，低频段 AF 较大。
• 对数周期天线 (Log-periodic)： 常用于 300MHz - 1GHz，AF 曲线相对平坦。
• 喇叭天线 (Horn)： 用于 1GHz 以上，AF 随频率显著升高。

参见

• 场强与功率关系
• 测量设备
• dB 电压换算
• 电波暗室