天線的基本原理和指標(biāo)

天線基本原理天線各種天線什么是天線？將帶有各種信息的電信號以無線電波的形式沿指定方向發(fā)射到天空…收集某個方向的無線電波能量并產(chǎn)生一個電信號

無線電波是通過空間傳播的電磁能量的“振動”有點象小池塘上面的波紋他們在空間傳播的速度為300,000,000m/sec波紋慢慢向外傳播頻率就是“振動”的速度

或1秒鐘內(nèi)波通過的次數(shù)（每秒周稱為赫茲，記為Hz，還有KHz，MHz，GHz等）

波長低頻

高頻

頻率與波長當(dāng)波向前傳播時，兩個連續(xù)周期之間的距離稱之為波長波長1/2波長A1/2波長偶極子：

800MHz為~200mm長

400MHz為~400mm長1/4波長1/4波長1/2波長偶極子偶極子偶極子在天線中一般用作輻射基礎(chǔ)偶極子的長度與波長成比例820MHz1/2波長

~180mm,890MHz~170mm天線在850MHz最適合的1/2波長為~175mm天線帶寬=890-820=70MHz頻率范圍當(dāng)波長不合適時，天線性能會下降850MHz偶極子最適合1/2波長at890MHz天線偶極子at820MHz在一定頻率范圍內(nèi)，性能的下降是可以接受的

頂視圖側(cè)視圖天線把無線電波能量

控制到哪兒去需要在水平方向“壓扁”這個“圈餅”，用以“濃縮”信號，使其能夠到達預(yù)期地方

單一偶極子具有“圈餅”形方向圖性能的提高稱之為增益.這里增益為=10log(4mW/1mW)=6dBd一個偶極子

接收1mW功率按陣列組合的幾個偶極子接收4mW功率更多的

濃縮

信號把無線電波能量控制到哪兒去..

“壓扁”這個“圈餅”按陣列組合偶極子“扇形”天線的反射體具有向一個方向聚集能量的作用，進一步提高了增益這里,與單一偶極子相比，扇形天線的增益為10log(8mW/1mW)=9dBd“扇形陣列”

接收8mW功率“全向陣列”

接收4mW功率(頂視圖)天線把無線電波能量控制到哪兒去..

聚集在一個方向在陣列的一側(cè)放置一個反射體天線增益當(dāng)輸入相同功率時，某一天線和無方向性天線在豬波束方向上，每單位立體角內(nèi)輻射功率之比。天線將發(fā)射功率往某一指定方向集中輻射的能力。一般是把天線最大輻射方向上的場強E與理想各向同性天線均勻輻射場強E0相比較從接收的角度看，也可以把增益理解為天線收取某一方向電磁波的能力，這時增益可表示為天線的有效接收面積與與各向同性天線的接收面積的比值單一偶極子按“圈餅”圖形輻射等向性輻射體向所有方向均等輻射與偶極子相比，天線的增益記為“dBd”與等向性輻射體相比，天線的增益記為“dBi”eg:3dBd=5.17dBidBd

與dBi2.17dB偶極子的

增益為2.17dB前后比（dB）=10log（），其典型值為

25dB目標(biāo)：盡可能降低反向功率

前向功率

后向功率前后比扇區(qū)天線前向輻射功率和后向輻射功率之比后向功率前向功率波束寬度水平面方向圖120°(eg)PeakPeak-10dBPeak-10dB10dB波束寬度60°(eg)PeakPeak-3dBPeak-3dB3dB波束寬度15°(eg)PeakPeak-3dBPeak-3dB32°(eg)PeakPeak-10dBPeak-10dB垂直面方向圖旁瓣下旁瓣抑制(dB)上旁瓣抑制(dB)天線下傾在波束的朝向上向下傾斜無下傾電子下傾機械下傾天線下傾

饋線

50ohms

天線

50ohms 阻抗阻抗是用來描述電磁能量是否能順暢通過的一個物理量其測量單位為歐姆()為獲得最佳性能，阻抗必須匹配80ohms反射損耗阻抗不匹配，會引起電磁波反射，妨礙能量的有效傳遞9.5W80

ohms50ohms前向:10W返回:0.5W這里，反射損耗為：RL=10log(10/0.5)=13dB電壓駐波比阻抗匹配狀況的另一種表達形式是電壓駐波比，用符號VSWR表示RL=20lg

dBVSWR+1VSWR-1垂直極化水平極化+45°斜極化-45°斜極化極化無線電波振動的不同方向，稱之為極化雙極化天線兩個天線放置在一個單元中V/H(垂直/水平)斜極化(+/-45°)兩路電磁波相互獨立極化隔離度饋送到一個極化方向端口的信號在另一個極化方向端口輸出的程度1000mW(ie1W)1mW本例中隔離度為：10log(1000mW/1mW)=30dB一個典型的天線技術(shù)說明書摘要頻率范圍 MHz 820-890帶寬 MHz 70增益 dBi 15極化 Vertical阻抗 50反射損耗 dB >18半功率(3dB)波束寬度

水平 ° 64

垂直 ° 18十分之