天線基礎知識2

2016-10-12 by:CAE仿真在線來源:互聯網

什么是天線?

把從導線上傳下來的電信號做為無線電波發射到空間收集無線電波并產生電信號。

天線的作用

將傳輸線中的高頻電磁能轉成為自由空間的電磁波,或反之將自由空間中的電磁波轉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。匹配的優劣一般用四個參數來衡量即反射系數,行波系數,駐波比和回波損耗,四個參數之間有固定的數值關系,使用那一個純出于習慣。在我們日常維護中,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

它是行波系數的倒數,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。在移動通信系統中,一般要求駐波比小于1.5,但實際應用中VSWR應小于1.2。過大的駐波比會減小天線的覆蓋并造成系統內干擾加大,影響性能。

回波損耗

它是反射系數絕對值的倒數,以分貝值表示。回波損耗的值在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度方向。當電場強度方向垂直于地面時,此電波就稱為垂直極化波;當電場強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生極化電流,極化電流因受大地阻抗影響產生熱能而使電場信號迅速衰減,而垂直極化方式則不易產生極化電流,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信號的能力,它是選擇天線最重要的參數之一。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有dBd和dBi。DBi是相對于點源天線的增益,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。

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,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信號能力的一個指標,通常以圖形方式表示為功率強度與夾角的關系)。天線垂直的波瓣寬度一般與該天線所對應方向上的覆蓋半徑有關。因此,在一定范圍內通過對天線垂直度(俯仰角)的調節,可以達到改善信號質量的目的。

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