天線基礎(chǔ)知識2

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

什么是天線?

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

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,這時饋線終端沒有功率反射,饋線上沒有駐波,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)劣一般用四個參數(shù)來衡量即反射系數(shù),行波系數(shù),駐波比和回波損耗,四個參數(shù)之間有固定的數(shù)值關(guān)系,使用那一個純出于習(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到無窮大之間。駐波比為1,表示完全匹配;駐波比為無窮大表示全反射,完全失配。在移動通信系統(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。過大的駐波比會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)絕對值的倒數(shù),以分貝值表示?；夭〒p耗的值在0dB的到無窮大之間,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,就是指天線輻射時形成的電場強(qiáng)度方向。當(dāng)電場強(qiáng)度方向垂直于地面時,此電波就稱為垂直極化波;當(dāng)電場強(qiáng)度方向平行于地面時,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在貼近地面時會在大地表面產(chǎn)生極化電流,極化電流因受大地阻抗影響產(chǎn)生熱能而使電場信號迅速衰減,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,保證了信號的有效傳播。

天線的增益

天線增益是用來衡量天線朝一個特定方向收發(fā)信號的能力,它是選擇天線最重要的參數(shù)之一。一般來說,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是相對于點(diǎn)源天線的增益,在各方向的輻射是均勻的;dBd相對于對稱陣子天線的增益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方向收發(fā)信號能力的一個指標(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應(yīng)方向上的覆蓋半徑有關(guān)。因此,在一定范圍內(nèi)通過對天線垂直度(俯仰角)的調(diào)節(jié),可以達(dá)到改善信號質(zhì)量的目的。

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