天線基礎(chǔ)知識(shí)2

2016-10-12 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

什么是天線?

把從導(dǎo)線上傳下來(lái)的電信號(hào)做為無(wú)線電波發(fā)射到空間收集無(wú)線電波并產(chǎn)生電信號(hào)。

天線的作用

將傳輸線中的高頻電磁能轉(zhuǎn)成為自由空間的電磁波,或反之將自由空間中的電磁波轉(zhuǎn)化為傳輸線中的高頻電磁能。

天線的輸入阻抗

天線的輸入阻抗是天線饋電端輸入電壓與輸入電流的比值。天線與饋線的連接,最佳情形是天線輸入阻抗是純電阻且等于饋線的特性阻抗,這時(shí)饋線終端沒(méi)有功率反射,饋線上沒(méi)有駐波,天線的輸入阻抗隨頻率的變化比較平緩。天線的匹配工作就是消除天線輸入阻抗中的電抗分量,使電阻分量盡可能地接近饋線的特性阻抗。匹配的優(yōu)劣一般用四個(gè)參數(shù)來(lái)衡量即反射系數(shù),行波系數(shù),駐波比和回波損耗,四個(gè)參數(shù)之間有固定的數(shù)值關(guān)系,使用那一個(gè)純出于習(xí)慣。在我們?nèi)粘＞S護(hù)中,用的較多的是駐波比和回波損耗。一般通信天線的輸入阻抗為50Ω。

駐波比

它是行波系數(shù)的倒數(shù),其值在1到無(wú)窮大之間。駐波比為1,表示完全匹配;駐波比為無(wú)窮大表示全反射,完全失配。在移動(dòng)通信系統(tǒng)中,一般要求駐波比小于1.5,但實(shí)際應(yīng)用中VSWR應(yīng)小于1.2。過(guò)大的駐波比會(huì)減小天線的覆蓋并造成系統(tǒng)內(nèi)干擾加大,影響性能。

回波損耗

它是反射系數(shù)絕對(duì)值的倒數(shù),以分貝值表示?；夭〒p耗的值在0dB的到無(wú)窮大之間,回波損耗越大表示匹配越差,回波損耗越大表示匹配越好。0表示全反射,無(wú)窮大表示完全匹配。在通信系統(tǒng)中,一般要求回波損耗大于14dB。

天線的極化方式

所謂天線的極化,就是指天線輻射時(shí)形成的電場(chǎng)強(qiáng)度方向。當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直于地面時(shí),此電波就稱為垂直極化波;當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度方向平行于地面時(shí),此電波就稱為水平極化波。由于電波的特性,決定了水平極化傳播的信號(hào)在貼近地面時(shí)會(huì)在大地表面產(chǎn)生極化電流,極化電流因受大地阻抗影響產(chǎn)生熱能而使電場(chǎng)信號(hào)迅速衰減,而垂直極化方式則不易產(chǎn)生極化電流,從而避免了能量的大幅衰減,保證了信號(hào)的有效傳播。

天線的增益

天線增益是用來(lái)衡量天線朝一個(gè)特定方向收發(fā)信號(hào)的能力,它是選擇天線最重要的參數(shù)之一。一般來(lái)說(shuō),增益的提高主要依靠減小垂直面向輻射的波瓣寬度,而在水平面上保持全向的輻射性能。表征天線增益的參數(shù)有dBd和dBi。DBi是相對(duì)于點(diǎn)源天線的增益,在各方向的輻射是均勻的;dBd相對(duì)于對(duì)稱陣子天線的增益dBi=dBd+2.15。相同的條件下,增益越高,電波傳播的距離越遠(yuǎn)。

天線的波瓣寬度

波瓣寬度是定向天線常用的一個(gè)很重要的參數(shù),它是指天線的輻射圖中低于峰值3dB處所成夾角的寬度(天線的輻射圖是度量天線各個(gè)方向收發(fā)信號(hào)能力的一個(gè)指標(biāo),通常以圖形方式表示為功率強(qiáng)度與夾角的關(guān)系)。天線垂直的波瓣寬度一般與該天線所對(duì)應(yīng)方向上的覆蓋半徑有關(guān)。因此,在一定范圍內(nèi)通過(guò)對(duì)天線垂直度(俯仰角)的調(diào)節(jié),可以達(dá)到改善信號(hào)質(zhì)量的目的。

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