了解互连和天线上的驻波模式
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具有相位匹配的电磁波的反射会导致传输线中出现驻波。
对于天线来说，天线中的驻波图是需要的，然而它却成为传输线上不需要的辐射源。
传输线和天线设计人员需要仔细地进行阻抗匹配来控制驻波的形成。
驻波模式可以在这些天线元件上形成，以提供高增益和指向性。
电磁波的反射是物理系统中的一种基本现象，但在您的电子设备中可能不需要。在PCB中的传输线等导电元件上形成的驻波模式可能会发出强烈的辐射，这可能不是理想的。对于天线来说，驻波是自然的，在特定频率下会产生强烈的辐射，而驻波对传输线来说是一个麻烦。
当你想控制驻波模式时，你需要在互连和天线中设计反射阻抗控制和阻抗匹配．根据阻抗失配的程度，您可以理解当谐波信号驱动时，您期望在互连上看到的驻波模式。对于像数字脉冲这样的宽带信号，结果更复杂，但相同的概念可以应用于正确的PCB设计和分析工具。
什么是驻波模式?
驻波模式是沿传输线出现在确定位置的一系列波峰和波谷。当入射波到达传输线的末端时，它被反射回来。这使得反射波干扰入射波。在特定频率下，产生的波干涉表现为具有一系列节点和反节点的不动波。
节点是驻波上没有位移的点，而反节点是位移导致波上的最大值和最小值点。驻波上的反节点数取决于传输线的长度。当传输线的长度正好是行波波长的一半时，就会出现一阶谐波驻波，它有一个天线。
驻波模式如何影响传输线和天线
驻波可以在许多物理系统中形成，在某些情况下，驻波对应于系统本征模的共振频率。在电子学中，当在互连上传播的电磁波被阻抗不匹配的接口反射出去时，就会形成驻波。
当反射波和入射波完全同相时，可以形成一个驻波，它沿着互连线的长度表现为平稳的正弦波。
如果你沿着包含驻波的互连线的长度观察电场，电场看起来就像驻波。驻波可以在一定频率范围内形成。这意味着，如果在传输线的一端有一些反射，那么单谐波交流源可以激发一个强电平。
驻波模式示例(源）
在这里，我们需要两条信息来计算驻波激励频率，并描述波在传输线上的反射和叠加:
- 反射系数:的反射系数在界面处用于描述波从界面反射时所经历的强度和相移。
- 互连或天线的长度:一旦发生反射，波就会沿着结构的长度往回传播。驻波模式只会在电长结构上形成，而其长度将决定允许的驻波频率/波长。
- 波的传播速度:波的传播速度(即光在互连上的速度)将决定驻波的波长，从而决定能激发驻波的特定频率。
在阻抗不匹配处发生的反射可以发生在传输线上、传输线和天线之间的接口上或天线内部。让我们来看看每一种情况，以便更好地了解这些驻波模式是如何形成的。
输电线路
为了处理传输线，我们需要用反射结构中的源侧和负载侧阻抗来计算反射系数。下图显示了当谐波交流波从两个一般阻抗反射时可能形成的驻波模式，一个在互连的两端。这是传输线中常见的例子，其中负载具有某些特定的阻抗值，并且可能终止于其输出端。当传输线足够长时，接口处的反射系数用线路特性阻抗和负载阻抗。
传输线中的反射系数与信号流。（源）
在特定频率下，传输线将支持上述驻波模式。在线路之外，一些电力被传输到负载，负载可能会在线路之外遭受损耗。这个负载可以是一些简单的元件、天线或复杂的电路。一般来说，这些驻波模式是不需要的，因为在产生辐射的线路上有很大的振荡。由于馈线和天线之间的不匹配，这些振荡也可能发生在天线馈线上。然而，在天线内部，情况就不同了。
天线驻波
由于天线开口端的阻抗不匹配，天线上确实会形成驻波。相对于天线边界以外的空气存在阻抗不匹配。在特定的频率，驻波模式可以被激发，这将对应于天线结构的特定特征模式，类似于在谐振腔或波导中发生的事情。模态频率裁剪是天线设计中的一项重要任务持续的研究课题．
虽然天线有驻波，但有一个地方我们不想要驻波，那就是馈线。馈线中的驻波会对PCB的其他部分产生干扰，因此需要消除天线输入端的反射。这是我们使用的一个原因阻抗匹配网络设置天线输入阻抗与馈线特性阻抗相等。
宽带信号的阻抗和s参数提取
对于宽带信号，我们需要系统的s参数，因为这是处理反射的最佳方法。除非一个特定的频率主导信号的功率谱，否则像上面看到的那些相干驻波模式不一定会形成。为了更好地理解宽带信号是如何与共振结构相互作用的，最好使用的参数．最好的设计软件可以直接从您的布局中确定阻抗和网络参数，使您能够识别布局中的强反射和驻波潜力。
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