圖2給出了固定諧振頻率在頻段中心（98MHz）時兩種天線（耳機天線和短天線）的效率曲線。

圖2：調(diào)頻頻段內(nèi)的典型固定諧振天線性能。

從上圖可以看出，98MHz點可以取得最佳效率，但頻率越接近頻帶邊緣效率下降越多。對耳機天線來說這不是什么大問題，因為這種天線尺寸能夠在整個頻率內(nèi)收集到足夠的電磁能量，并轉(zhuǎn)換成較高的電壓給射頻接收器。然而，與較長的耳機天線相比，短天線尺寸小，收集到的能量也少，因此當頻率遠離諧振點時效率將迅速降低，也就是說使用固定諧振方案時頻帶邊緣處的接收會產(chǎn)生問題，主要原因是短天線具有比耳機更高的“Q”值，從而在頻帶邊緣時使效率發(fā)生陡峭下降。

Q是指品質(zhì)因數(shù)，正比于單位時間內(nèi)天線網(wǎng)絡(luò)中存儲的能量與損耗或幅射能量的比值。針對帶天線諧振網(wǎng)絡(luò)的上述天線等效電路而言，Q值滿足：

     （5）

與短天線相比，耳機天線尺寸較大，因此本身就具有較高的幅射電阻Rrad，從而導(dǎo)致Q值較低。由于嵌入式應(yīng)用要求使用高Q值的短天線，效率陡降問題非常突出。

天線的Q值還與天線帶寬有關(guān)，其關(guān)系可以表示為：

     （6）

其中f_c是諧振頻率f_c，BW是天線的3dB帶寬。與較長的耳機天線相比，高Q值的短天線具有較小的帶寬，因此在頻帶邊緣的損耗較大。

為了克服高Q值固定諧振天線的帶寬限制問題，可以用自調(diào)諧諧振電路將“固定諧振”改為“可調(diào)諧振”，使電路永遠處于諧振頻率點，從而最大化接收靈敏度。采用自調(diào)諧諧振天線可以獲得較高的信噪比，因為來自諧振天線的增益可降低接收機的系統(tǒng)噪聲系數(shù)，而嵌入式天線固有的高Q值又有助于濾除可能與本振諧波混合在一起的干擾。

可調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)

圖3給出了支持嵌入式短天線的增強型調(diào)頻接收機架構(gòu)的概念性框圖。“可調(diào)諧振”采用片上可調(diào)的變?nèi)荻O管和調(diào)諧算法實現(xiàn)。

圖3：Si4704/05的概念性框圖。

上述設(shè)計使用了帶數(shù)字信號處理器（DSP）的混合信號數(shù)字低中頻架構(gòu)，從而可實現(xiàn)包括嵌入式短天線的自調(diào)諧在內(nèi)的先進的信號處理算法。天線算法自動根據(jù)設(shè)備的每個頻率調(diào)諧點調(diào)整變?nèi)荻O管的電容值，從而獲取最佳性能。

舉例來說，如果用戶調(diào)諧到101.1MHz（圖4中的電臺1），天線算法將把天線電路諧振點調(diào)諧到101.1MHz，從而優(yōu)化了101.1MHz點的天線效率和接收性能。當用戶調(diào)諧到84.1MHz（圖4中的電臺2）時，天線算法隨之重新調(diào)諧天線電路諧振點，從而使84.1MHz點的接收性能最優(yōu)。

圖4：可調(diào)諧振的好處。

利用調(diào)整后的頻率調(diào)諧天線諧振點可在每個給定頻率點提供最大效率，從而最大化整個調(diào)頻頻段上的接收信號強度。在采用可調(diào)諧振電路后，使用嵌入式天線的系統(tǒng)性能在整個頻帶上都有所提高。在指定頻率點諧振天線還能衰減其他頻率點的干擾，從而顯著提高接收機的選擇性，因此，使用這種帶嵌入式天線的接收機用戶還能更好地免受其他意外干擾源的干擾。這點在調(diào)頻頻帶擁擠的市區(qū)尤其重要。

本文小結(jié)

隨著無線使用模型在便攜式設(shè)備中越來越普及，更多的用戶希望使用帶嵌入式天線的無線調(diào)頻收音機，同時用無線耳機或揚聲器聆聽節(jié)目。本文討論了通過最大化靈敏度來改善使用嵌入式天線的調(diào)頻接收效果的原理，并進一步討論了實現(xiàn)方法。由于使用嵌入式天線的便攜式設(shè)備上的可用空間非常有限，可以考慮采用自調(diào)諧諧振網(wǎng)絡(luò)來最大化整個調(diào)頻頻帶上接收機的靈敏度，從而保持短天線在每個頻率點都有最大的效率。