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    天线的原理(效果,分类,增益,宽带,特性等)

     

    原理天线 用于传输 无线电设备 或接收电磁元件的天线。 无线电通信,无线电,电视,雷达,导航,电子对策,遥感,射电天文学和其他工程系统都使用电磁波传输信息并依靠天线工作。 另外,就通过电磁波传输的能量而言,信号能量辐射不是必需的天线。 天线通常是可逆的,与两个天线相同。 发射天线可以用作接收天线。 发射或接收与具有相同基本特性参数的天线相同。 这是天线互易定理。 \ n在网络词汇中,天线指的是某些测试,有些是相关的,有些人可以通过后门快捷方式,特别是指某些特殊的关系。
     
    Outline
    1,天线
    1.3 讨论天线方向性
    1.3.1定向天线
    1.3.2天线方向性增强
    1.3.3天线增益
    1.3.4波束宽度
    1.3.5前后比
    1.3.6天线获得一定的近似公式
    1.3.7上旁瓣抑制
    1.3.8天线下倾角
    :双极化1.4.1天线
    1.4.2极化损失
    1.4.3极化隔离
    1.5天线的输入阻抗Zin
    1.6天线的工作频率范围(带宽)
    1.7移动通信基站用天线,转发器天线和室内天线
    1.7.1面板天线
    1.7.1a基站天线基本技术指标示例
    高增益板状天线形成1.7.1b
    1.7.2高增益栅状抛物面天线
    八木定向天线1.7.3
    1.7.4室内吸顶天线
    1.7.5室内壁挂天线
    2.波传播的一些基本概念
    2.1自由空间通信距离方程
    2.2 VHF和微波传输线的视线
    2.2.1最终遥望
    2.3波传播特性的飞机在地面上
    2.4多径传播的无线电波
    2.5衍射波的传播
    3.1不同的传输线
    3.2传输线的特性阻抗
    3.3馈线衰减系数
    3.4匹配概念
    3.5回波损耗
    3.6 VSWR
    3.7平衡装置
    3.7.1波长非平衡变压器,半
    3.7.2四分之一波长平衡 - 非平衡设备
    4。 特征
    5,天线系数

    天线
    1.1 定义:
     
    天线或 接收来自设备空间(信息)的电磁辐射。
    辐射或无线电设备接收无线电波。 它是无线电通信设备,雷达,电子战设备和无线电导航设备的重要组成部分。 天线通常由金属线(杆)制成,或者由金属制成的金属表面称为金属线天线,即众所周知的天线。 一种用于发射无线电波的天线,所说的发射天线,它被发送到发射机的能量被转换成交流电的电磁能空间。 一种用于接收无线电波的天线,所述接收天线将获得的空间中的电磁能转换为给定接收器的交流能。 通常单个天线可以用作发射天线,接收天线也可以用作天线双工器,可以同时发送和接收共享。 但是有些天线只适合接收天线。
    描述天线的主要电气参数的电气特性:方向图,增益系数,输入阻抗和带宽效率。 天线方向图是球体相对于天线的中心,即电场强度尺寸图形的空间分布上的一个球体(半径远大于波长)。 通常包含最大辐射方向的两个相互垂直的平面方向图。 为了集中在辐射或接收电磁波的某些方向,所述天线定向天线,如图1所示的方向,可以增加设备的有效距离,以提高抗噪能力。 使用天线方向图的某些功能就可以完成,例如查找,导航和定向通信等任务。 有时,为了进一步改善天线的方向性,您可以根据某些规则将许多相同类型的天线布置放在一起以形成天线阵列。 天线增益因子是:如果将天线替换为所需的非定向天线,则该天线在原始方向上具有最大场强,在相同距离下仍会产生相同场强的条件,无定向天线的输入功率随输入与实际天线功率之比。 目前大型微波天线的增益因子高达约10。天线的几何形状和工作波长比越大,方向性越强,增益系数也越高。 输入阻抗表示​​在天线阻抗的输入端,通常包括电阻和电抗两部分。 影响其接收到的值,发送器和馈线匹配。 效率为:天线辐射功率与其输入功率之比。 天线的作用是完成能量转换的有效性。 带宽是指在工作频率范围内满足要求的天线主要性能指标。 用于发送或接收电参数的无源天线是相同的,这就是天线的互易性。 军用天线还具有轻巧,灵活,易于安装,良好的隐藏无敌能力等特殊要求。

    天线:
    天线的形状很多,根据用途,频率,结构分类。 中长频段通常使用T形,倒L形伞形天线; 常用的短波长是双极,笼状,菱形,对数周期,鱼骨形天线; 常用的是FM铅天线段(八木天线),螺旋天线,角反射天线; 微波天线是常用的天线,例如喇叭天线,抛物面反射器天线等; 移动站通常将水平面用于非定向天线,例如鞭状天线。 天线的形状如图2所示。有源设备被称为带有有源天线的天线,它可以增加增益并实现小型化,仅用于接收天线。 自适应天线是一种天线阵列和自适应处理器系统,它通过自适应输出处理每个阵列元素,使输出信号成为最小的最大有用信号输出,以提高通信,雷达和其他设备的免疫力。 微带天线在金属地面的一侧和另一侧连接到介电基体金属辐射元件,该金属地面由形状相同,尺寸小,重量轻的飞机表面组成,适用于快速飞机。

     
     
    分类:
    ①按工作性质可分为发射天线和接收天线。
    ②按用途可分为通讯天线,广播天线,电视天线,雷达天线。
    ③按工作波长可分为长波天线,长波天线,AM天线,短波天线,FM天线,微波天线。
    ④按机的结构和工作原理可分为有线天线和天线天线等。 描述天线方向图,方向性,增益,输入阻抗,辐射效率,极化和频率的特征参数
    天线根据尺寸点可以分为两种:
    天线
     

    一维和二维天线天线
    一维线状天线由许多组件组成,例如电线或用于电话线,或者具有某种巧妙的形状,例如在使用旧的兔子耳朵之前在电视上使用电缆。 单极天线和两级两个基本的一维天线。
    尺寸多样的天线,是片状(方形金属),阵列状(一堆好组织切片的二维模型)以及喇叭状的碟形天线。
    天线根据应用可以分为:
    手持站天线,车载天线,基站天线三大类。
    用于个人用途的手持单元手持对讲机天线有天线,普通的橡胶天线和鞭状天线两大类。
    最初设计的汽车天线安装在汽车通信天线上,最常见的是最广泛的吸盘天线。 车载天线结构还具有缩短的四分之一波,中央加感,五分之八波长,双半波长天线形式。
    基站天线在整个通信系统中具有非常关键的作用,特别是作为通信站的通信集线器。 常用的玻璃纤维基站天线有高增益天线,维多利亚阵列天线(八环阵列天线),定向天线。
     
     
     我们有各种天线c 在这里)
     
    辐射:
    电容器向天线到天线辐射电容器的过程中,辐射
    导线上有交流电流动,会发生电磁辐射,辐射能力以及导线的长度和形状。 如图a所示,如果两根导线紧靠在一起,则导线之间的电场会束缚为两束,因此辐射非常微弱。 打开两根电线,如图b,c所示,将电场扩散到周围空间,辐射。 必须注意的是,当导线长度L远小于波长λ时,辐射很弱。 将导线长度L与波长进行比较,导线将大大增加电流,从而可以形成较强的辐射。


    1.2 偶极子天线
    偶极子是经典的,天线使用最广泛,单个半波偶极子站点可以简单地单独使用或用作馈电抛物面天线,也可以由多个半波偶极子天线阵列组成。 等长振荡器的臂称为偶极子。 每个臂长是四分之一波长,长度是振荡器的一半,即半波偶极子,如图1.2a所示。 另外,还有一个半波偶极子形的,可以看作是将全波偶极子转换成细长矩形框,而将这种细长矩形的两端叠置的全波偶极子称为等效振荡器,请注意,振荡器的长度等于波长的一半,因此称为半波等效振荡器,如图所示
    我们有各种天线 (点击这里)

    1.3.1定向天线
    发射天线的基本功能之一是将来自馈线的能量辐射到周围空间,这两者的基本功能是将大部分能量按所需方向辐射。 垂直放置的半波偶极子具有平面的“甜甜圈”形三维图案(图1.3.1a)。 虽然是立体立体图,但很难绘制图1.3.1b和图1.3.1c示出了其两个主要平面图,该图描绘了天线在指定平面方向上的方向。 图1.3.1b可以看到换能器轴向零辐射,最大辐射方向在水平面;
     
    从图中可以看出,在水平方向上与辐射一样大的1.3.1c。

    1.3.2天线方向性增强
    几组偶极子阵列,能够控制辐射,产生“扁平的甜甜圈”,信号进一步集中在水平方向。
    该图是上下沿四个元的透视图和拉伸方向的垂直方向上的垂直阵列排列在一垂直四个半波偶极子。
    反射板也可以用来控制辐射的单边方向,平面反射板在阵列的侧面构成扇形区域覆盖天线。 下图显示了水平方向的反射面的作用------反射面的单向反射功率并提高了增益。
    使用抛物面反射器,由于能量集中成一个很小的立体角,因此可以使天线辐射,例如光学,探照灯,产生很高的增益。 不用说,抛物面天线的组成包括两个基本元素:抛物面反射器和放置在辐射源上的抛物面焦点
    .
     
     
     
    1.3.3增益
    增益是指:在输入功率相等的条件下,实际和理想天线辐射元件在同一点空间内产生的信号功率密度之比。 它是天线辐射水平浓度的输入功率的定量描述。 增益天线方向图显然具有密切的关系,主瓣的方向越窄,旁瓣越小,增益越高。 可以理解为,如果理想点源作为无方向性发射天线,则从一定大小的信号上的某个点开始一定距离到100W输入功率的增益------物理意义。增益为G = 13dB = 20的定向天线作为发射天线时,输入功率仅为100/20 = 5W。 换句话说,天线在其最大辐射方向上的增益对辐射的影响,与非理想点源方向性相比,放大了输入功率因数。
    半波偶极子与G = 2.15dBi的增益。
    四个半波偶极子的垂直排列,沿垂直方向,形成一个垂直阵列的四个元,并且其增益约为G = 8.15dBi(dBi的此对象在相对理想的均匀辐射的各向同性点源的单位表示)。
    如果半波偶极子作比较对象,DBD单位增益。
    增益为G = 0dBd的半波偶极子(因为按自己的比率,比率为1,取零值的对数。)垂直四元阵列,其增益约为G = 8.15-2.15 = 6dBd
    .

    1.3.4波束宽度
    模式通常具有多个瓣,其中最大辐射强度瓣称为主瓣,其余的一个或多个旁瓣称为旁瓣。 参见图1.3.4a,在主瓣的最大辐射方向两侧,辐射强度减小3dB(半功率密度)的两点之间的夹角定义为半功率波束宽度(也称为波束宽度或主瓣的半宽度或功率角,或-3dB波束宽度,半功率波束宽度,称为HPBW)。 束宽越窄,指向性作用越远越好,抗干扰能力越强。 还有一个波束宽度,即10dB波束宽度,表明这是辐射强度模式将两点之间的角度减小10dB(低至功率密度的十分之一).

    1.3.5前后比
    在图的方向上,最大前后襟翼之比称为后向比,用F / B表示。比以前大,天线的后向辐射(或接收)较小。 背部比率F / B的计算很简单------
    F / B = 10Lg {(前向功率密度)/(向后功率密度)}
    前部和后部的天线比F / B请求时,典型值为(18〜30)分贝,特殊情况下需要(35〜40)分贝。
    1.3.6天线获得一定的近似公式
    1),天线主瓣的宽度越窄,增益越高。 对于普通天线,其增益可以通过以下公式估算:
    G(dBi的)= {10Lg 32000 /(2θ3dB,E×2θ3dB,H)}
    其中,两个主平面天线的波束宽度分别为2θ3dB,E和2θ3dB,H;
    32000是选自统计数据的经验。
    2)对于抛物面天线,可以通过计算增益近似为:
    G(DBI)= {10Lg 4.5×(D /λ0)2}
    其特征在于,D为抛物面的直径;
    λ0为中心波长;
    经验统计数据4.5出。
    3)垂直全向天线,用近似公式
    G(dBi的)= {10Lg 2L /λ0}
    式中,L是天线的长度;
    λ0为中心波长;
    天线

    1.3.7上旁瓣抑制
    对于基站天线,经常需要其垂直图(即仰角平面)的方向图,第一旁瓣的顶部尽量弱些。 这被称为上旁瓣抑制。 基站正在为地面上的手机用户服务,指向天空的辐射毫无意义。

    1.3.8天线下倾角
    为了使主瓣指向地面,将天线需要适度的偏角。

    :双极化1.4.1天线
    下图显示了其他两种单极性情况:+45°极化和-45°极化,它们仅在特殊场合使用。 因此,总共有四个单极,请参见下文。 垂直极化天线和水平极化天线将两个极化一起,或者将+ 45°极化和-45°极化这两个极化天线组合在一起,构成了新的天线---双极化天线。
    下图显示了两个单极天线安装在一起,形成一对双极化天线,注意有两个双极化天线连接器。
    双极化天线(或接收)两个空间上相互正交极化(垂直)波。

    1.4.2极化损失
    使用具有垂直极化特性的垂直极化波天线接收,使用具有水平极化特性的水平极化波天线接收。 使用右旋圆极化波天线接收右圆极化波特性,并使用左旋圆极化波特性LHCP
    天线接收。
    当接收天线的极化方向的入射波极化方向匹配时,接收到的信号将很小,即发生极化损耗。 例如:当+45°极化天线接收到垂直极化或水平极化时,或者,当垂直极化天线极化或-45°+45°极化波等情况下,会产生极化损耗。 圆极化天线可以接收线性极化的平面波,或者线性极化天线既可以具有圆极化波,因此在这种情况下,也不可避免地失去极化,可以接收到入射波------能量的一半。
    当接收天线的极化方向与波的极化方向完全正交时,例如,接收天线水平极化为垂直极化波,或者右旋圆极化接收天线LHCP入射波,则天线不能完全接收到波能量,在这种情况下极化损失最大,表示极化完全隔离。

    1.4.3极化隔离
    理想的极化没有完全隔离。 将一个极化信号馈送到天线会在另一个极化天线中总出现一点点。 例如,所示的双极化天线,设置的输入垂直极化天线功率为10W,结果是在输出功率的输出处测得的水平极化天线 10mW。

    1.5天线的输入阻抗Zin
    定义:天线输入信号电压与信号电流之比,称为天线输入阻抗。 Rin具有输入阻抗和电抗分量Xin的电阻分量,即Zin = Rin + jXin。 天线的电抗分量将减少从馈线到提取器的信号功率的存在,从而使电抗分量为零,也就是说,尽可能使天线的输入阻抗是纯电阻性的。 实际上,即使是设计,调试非常好的天线,输入阻抗也包括很小的总电抗值。
    输入阻抗的天线结构,大小和工作波长,是半波偶极子天线最重要的基础,输入阻抗Zin = 73.1 + j42.5(欧洲)。 当长度缩短(3-5)%时,可以消除天线输入阻抗的电抗成分为纯电阻的情况,那么Zin的输入阻抗= 73.1(欧洲)(标称值为75欧姆)。 请注意,严格来说,天线的纯电阻输入阻抗就频率点而言是正确的。
    顺便提及,半波振子的等效输入阻抗的半波偶极子的四倍,即寻= 280(欧洲),(名义300欧姆)。
    有趣的是,对于任何天线,天线阻抗都是由人经常调试的,在所需的工作频率范围内,虚部的输入阻抗实部很小,非常接近50 Ohms,因此天线的输入阻抗Zin = Rin = 50 Ohms ------馈线的天线必须具有良好的阻抗匹配
    .

    1.6天线的工作频率范围(带宽)
    发射机天线或接收天线,它们总是在一定频率范围内(带宽)的工作中,天线的带宽,也有两种不同的定义------
    一种是指:SWR≤1.5VSWR的条件下,天线的工作频带宽度;
    其一是指:上下3 DB天线增益的带宽内。
    具体地,在移动通信系统中,它通常是由前定义,带宽的天线的驻波比SWR不超过1.5中,天线的工作频率范围。
    一般情况下,每个频率点的工作频带宽度,在天线的性能是有区别的,但这种差异造成的性能下降是可以接受的。

    1.7移动通信基站用天线,转发器天线和室内天线

    1.7.1面板天线
    无论是GSM还是CDMA,面板天线都是最重要的基站天线之一。 该天线的优点是:增益高,扇形图好,阀后小,垂直方向图压低易于控制,密封性能可靠,使用寿命长。
    板状天线也常常用作转发器天线的用户,根据风扇区的大小的作用的范围,应选择适当的天线模型。

    1.7.1a基站天线基本技术指标示例
    频率范围824,960MHz
    70MHz带宽
    增益14〜17dBi
    极化方式垂直
    标称阻抗50Ohm的
    驻波比≤1.4
    前后比> 25dB
    倾斜(可调)3〜8°
    半功率波束宽度水平60°〜120°垂直16°〜8°
    垂直平面旁瓣抑制<-12dB
    互调≤110dBm

    高增益板状天线形成1.7.1b
    A.有多个半波偶极子排列在一个线性阵列垂直放置
    B.在一侧上加一个反射器(反射板带两半波偶极子的垂直阵列,例如线性阵列)
    增益为G = 11〜14dBi
    C.为了提高增益平板天线,可进一步用于八个半波偶极子排阵
    如上所述,以垂直放置的增益线性阵列排列的四个半波偶极子约为8dBi; 侧面加一块反射板四元线性阵列,即常规的平板天线,增益约为14〜17dBi。
    加边有一个反射器八元线性阵列,即细长的板状天线,增益约为16〜19dBi。 不用说,传统平板天线的细长板状天线长度增加了一倍,达到2.4m左右。

    1.7.2高增益栅状抛物面天线
    From划算的方式,它通常用作栅格抛物面天线中继器的施主天线。 由于抛物面效果很好,抛物面集的无线电容量,直径为1.5m的抛物面天线呈网格状,在900兆字节的频带内,增益可以达到G = 20dBi。 它特别适用于点对点通信,例如通常用作转发器供体天线。
    抛物型格子状的结构中,首先,为了减轻重量的天线使用,第二个是,以减少风的阻力。
    抛物型天线,通常可以给定的比例不小于30dB,这是对自激和接收天线必须符合技术规范的中继器系统之前和之后。

    八木定向天线1.7.3
    Y具有高增益,结构紧凑,易于安装,价格便宜等优点的定向天线。因此,它特别适用于点对点通信,例如,在首选天线接收天线类型之外的室内分配系统。
    八木天线的细胞数越多,增益越高,:单元通常6 12定向八木天线,增益高达到10 15dBi。
    我们有一个非常有用的八木天线 点击此处

    1.7.4室内吸顶天线
    室内吸顶天线必须具有结构紧凑,外形美观,安装方便。
    今天在市场上看到的室内吸顶天线,形状多种颜色,但其内芯份额几乎相同。 这种天花板天线的内部结构虽然尺寸很小,但是由于它是基于宽带天线理论,使用计算机辅助设计以及使用网络分析仪进行调试的,因此可以满足甚宽频带VSWR的要求,按照国家标准,在宽带天线工作时的驻波比VSWR≤2。当然,要达到更好的VSWR≤1.5。 顺便提及,室内天花板天线是低增益天线,通常为G = 2dBi。

    1.7.5室内壁挂天线
    室内壁挂天线,还必须有一个结构紧凑,外形美观,安装方便。
    如今在市场上看到的室内壁挂天线,形状颜色很多,但其制成的内核所占份额几乎相同。 天线的内壁结构是空气绝缘型微带天线。 由于拓宽了辅助天线的带宽结构,采用了计算机辅助设计,并使用了网络分析仪进行调试,因此它们能够更好地满足宽带的工作要求。 附带地,室内壁天线具有大约G = 7dBi的一定增益。
    2波传播的一些基本概念
    目前,GSM和CDMA移动通信使用的频带是:
    GSM:890 960MHz 1710 1880MHz
    CDMA:806 896MHz
    806 960MHz频率范围的FM范围1710的〜1880MHz频率范围是微波范围。
    不同的频率,或不同的波长的波,它的传播特性是不相同的,甚至是非常不同的。
    2.1自由空间通信距离方程
    设发射功率PT,发射天线增益GT,工作频率f。 接收功率PR,接收天线增益GR,发送和接收天线距离为R,则无线电环境在没有干扰的情况下,在路径L0上的无线电波传播损耗具有以下表达式:
    L0度(dB)= 10Lg(PT / PR)
    = 32.45 + 20 LGF(兆赫)+:LGR 20(公里)GT(DB)-GR(分贝)
    [例]设:PT = 10W = 40dBmw GR = GT = 7(DBI),F = 1910MHz
    问:R = 500m时间,PR =?
    答:(1)L0(分贝)的计算方法
    (分贝)L0“= 32.45 + 20 Lg1910(兆赫)+ 20 Lg0.5(公里)GR(分贝),GT(分贝)
    = 32.45 + 65.62 6 7 7 = 78.07(分贝)
    (2)PR计算
    PR = PT /(107.807)= 10(W)/(107.807)= 1(μW)/(100.807)
    = 1(微瓦)/ 6.412 = 0.156(微瓦)= 156(微瓦)
    顺便说一句,1.9GHz无线电渗透层砖,约损失(10〜15)分贝

    2.2 VHF和微波传输线的视线

    2.2.1最终遥望
    FM特殊的微波,频率高,波长短,它的地波衰减很快,所以不要依赖于地波在长距离上的传播。 FM特别是微波,主要是通过空间波传播的。 简而言之,在沿直线传播的波的空间方向上的空间波范围。 显然,由于地球空间波传播的曲率,存在一个距离Rmax的极限凝视。 查看距该区域最远的距离,传统上称为照明区; 极端距离Rmax会在该区域之外,然后称为阴影区域。 不用多说,使用超短波,微波通信,发射天线接收点应在光学范围Rmax的范围内。 根据地球的曲率半径,从视线极限Rmax到发射天线和接收天线的高度HT,HR之间的关系:Rmax = 3.57 {√HT(m)+√HR(m)}(km)
    考虑到大气折射对无线电的作用,应该加以修订,以限制遥望
    Rmax = 4.12 {√HT(m)+√HR(m)}(km)

    天线
    由于电磁波的频率远低于光波的频率,电波传播的有效直视距离Rmax的重新看周围的限制70%,也就是说,RE = 0.7Rmax。
    例如,HT和HR分别49m 1.7m,RE = 24km的有效光范围。

    2.3波传播特性的飞机在地面上
    由发射天线无线电接收点直接照射的称为直接波; 发射天线发射的指向地面的无线电波,由地面反射波到达接收点称为反射波。 显然,接收信号点应该是直接波和反射波的合成。 合成波不是像1 +1 = 2那样简单的代数和,结果与合成的直接波和反射波之间的波路径差不同。 波径差是半个波长的奇数倍,即直接波和反射波信号的总和; 波路径差是波长的倍数,直接波与反射波信号相减,合成最小。 可见,地面反射的存在,使信号强度的空间分布变得相当复杂。
    实际测量点:一定距离的Ri,信号强度随着距离或天线高度的增加而波动; Ri在一定距离处,该距离随天线的减小或减小程度而增大,信号强度将是。 单调减少。 理论计算得出Ri与天线高度HT,HR的关系:
    日=(4HTHR)/升,l是波长。
    不言而喻,RI必须小于极限直视距离Rmax的。

    2.4多径传播的无线电波
    在FM中,微波波段,无线电在传播过程中会遇到障碍物(例如建筑物,高楼或山丘等)在无线电上产生反射。 因此,有很多到达接收天线的反射波(广义上也应包括地面反射波),这种现象称为多径传播。
    由于多径传输,使得信号场强的空间分布变得相当复杂,易变,某些地方信号强度增强,一些局部信号强度减弱; 也因为受到多径传输的影响,还使波的极化方向发生变化。 另外,无线电波反射的不同障碍物具有不同的容量。 例如:FM上的钢筋混凝土建筑,微波反射率比砖墙强。 我们应该设法克服多径传播效应的负面影响,这是在通信中需要高质量的通信网络时,人们经常使用空间分集或极化分集技术的原因。

    2.5衍射波的传播
    遇到较大障碍物的传播,这些波将在前方障碍物周围传播,这种现象称为衍射波。 FM,微波的高频波长长,衍射力弱,在一栋高大建筑物后面的信号强度很小,形成所谓的“阴影”。 信号质量的程度受到影响,不仅关系到建筑物的高度和高度,而且接收天线与建筑物之间的距离也与频率有关。 例如,有一栋高度为10米的建筑物,该建筑物位于200米的距离后面,接收信号质量几乎不受影响,但是在100米内,接收信号的场强比没有建筑物的情况明显降低。 注意,如上所述,对于216至223 MHz的RF信号,衰减程度也随信号频率而变,与没有建筑物的情况相比,接收信号的场强要低16dB,对于670 MHz的RF信号而言,接收信号的场强度比不建筑物的低比率20dB。 如果建筑物的高度达到50米,则在距离建筑物不到1000米的位置,接收信号的场强将受到影响和减弱。 即,频率越高,建筑物越高,建筑物附近的接收天线越多,信号强度和通信质量的影响程度就越大; 反之,频率越低,建筑物越低,建筑物接收天线越远,影响就越小。
    因此,选择基站站点和架设天线时,一定要考虑到绕射传播可能产生的不利影响,注意到的衍射传播的各种因素的影响。
    三条输电线路的几个基本概念
    连接天线和发射机输出(或接收机输入)电缆,称为传输线或馈线。 传输线的主要任务是有效地传输信号能量,因此,它应该能够以最小的损耗将发射机信号功率发送到发射天线的输入端,或者以最小的损耗将天线接收到的信号发射到接收机输入端本身不应该接收杂散的干扰信号,因此,必须屏蔽传输线。
    顺便说一下,当传输线的物理长度等于或大于所传输的信号的波长时,传输线也被称为长。

    3.1不同的传输线
    FM传输线段一般有两种:平行线传输线和同轴传输线; 微波频带传输线是同轴电缆传输线,波导和微带线。 由两条平行或对称的平行传输线组成的平行传输线,这种馈线损耗不能用于UHF频段。 同轴传输线的两根导线分别是屏蔽芯线和铜网,因为铜网接地,两根导体和地线不对称,所以称为不对称或不平衡传输线。 同轴电缆的工作频率范围小,损耗低,再加上一定的静电屏蔽效果,但磁场的干扰却无能为力。 避免在平行于线路的强电流下使用,线路不能靠近低频信号。

    3.2传输线的特性阻抗
    将无限长的传输线周围的电压和电流之比定义为传输线特性阻抗,Z0表示a。 同轴电缆的特征阻抗计算为
    Z. = [60 /√εr]×对数(D / d)[欧元]。
    其特征在于,D为同轴电缆外导体铜网;电缆线直径的内直径;
    εr是导体介电常数之间的相对介电常数。
    通常Z0 = 50欧姆,Z0 = 75欧姆。
    从上式可以明显看出,馈线导体的特性阻抗仅取决于直径D和d,导体之间的介电常数εr,与馈线长度,频率和馈线端子无关,与所连接的负载阻抗无关。

    3.3馈线衰减系数
    馈线在信号传输中,除了导体中的电阻损耗外,还有绝缘材料的介电损耗。 线长的损耗都会增加,工作频率也会增加。 因此,应尝试缩短合理分布的馈线长度。
    单位长度的损耗大小所产生的衰减系数β以dB / m的单位表示(dB / m),电缆技术上的大多数指令以dB / 100m的单位为单位(db /一百米)。
    让电源输入馈线P1,送纸器的输出功率是P2从L(米)的长度,传输损耗TL可表示为:
    TL = 10×Lg(P1 / P2)(分贝)
    衰减系数
    β= TL / L(分贝/米)
    例如,NOKIA7 / 8
    英寸 低电缆,900MHz衰减系数β= 4.1dB / 100m,可以写成β= 3dB / 73m,即信号功率为900MHz,每条电缆通过此长度73m时,功率要小于一半。
    普通的非低端电缆,例如SYV-9-50-1,900MHz衰减系数β= 20.1dB / 100m,可以写成β= 3dB / 15m,即信号功率为900MHz,每次该电缆长15m,功率将减半!

    3.4匹配概念
    比赛是什么? 简而言之,连接到负载阻抗ZL的馈线端子等于馈线的特性阻抗Z0,该馈线端子称为匹配连接。 匹配时,只有传输到馈线终端的负载入射,并且没有负载通过终端产生反射波,因此,将天线负载作为终端,以确保天线匹配获得所有信号功率。 如下所示,同一天使用50欧姆电缆的50欧姆的线路阻抗匹配,以及当使用80欧姆电缆的50欧姆的线路阻抗匹配的当天。
    如果天线元件的直径较大,则天线输入阻抗与频率的关系很小,易于与馈线保持匹配,则天线在很宽的工作频率范围内。 相反,它更窄。
    实际上,天线的输入阻抗会受到周围物体的影响。 为了与天线馈线良好匹配,在安装天线时还需要通过测量,适当调整天线的局部结构或增加匹配装置。

    3.5回波损耗
    如上所述,当馈线和天线匹配时,馈线没有反射波,只有入射波,它被传输到馈线行波天线。 此时,整个电流幅度中的馈线电压幅度相等,馈线在任何点处的阻抗均等于其特性阻抗。
    而且天线和馈线不匹配,天线阻抗不等于馈线的特性阻抗,馈线负载只能吸收传输部分的高频能量,而不能吸收部分传输的高频能量。没有吸收的能量将被反射回形成反射波。
    例如,在图中,因为天线和馈线的阻抗不同,一个75欧姆的,50的欧姆阻抗不匹配,结果是

    3.6 VSWR
    在不匹配的情况下,馈线会同时入射和反射波。 入射波与反射波相位相同的地方,最大电压幅度的电压幅度之和为Vmax,形成波腹; 相对于本地电压幅度相反相位的入射波和反射波减小到最小电压幅度Vmin,形成结点。 每个点的其他振幅值在波腹和波腹之间。 这种合成波称为连续站立。
    被称为反射波电压和比入射电压振幅反射系数,由R表示
    反射波的振幅(ZL-Z0)
    R =──────────
    入射波幅度(ZL + Z0)
    振幅波腹电压节点的电压驻波比的比率,也被称为电压驻波比,表示为电压驻波比
    电压幅度腹VMAX(1 + R)
    VSWR =──────────────=────
    汇聚节点电压Vmin(1-R)的程度
    终端负载阻抗ZL和的特性阻抗Z0的接近时,反射系数R是较小的,电压驻波比(VSWR)更接近到1,更好的匹配。

    3.7平衡装置
    可分为两种类型的源或负载或传输线,根据它们之间的关系在地上,平衡和非平衡。
    如果信号源与两端之间的接地电压极性相等,则称为平衡信号源,否则称为不平衡信号源; 如果接地两端之间的负载电压相等且极性相反,则称为负载平衡,否则称为不平衡负载; 如果传输线的两个导体之间的阻抗与地线相同,则称为平衡传输线,否则称为不平衡传输线。
    在不平衡负载时,应在信号源与同轴电缆之间使用不平衡,在信号源与负载之间使用平衡,应使用负载平衡连接平行的导线传输线,以有效地传输信号功率,否则不平衡或天平将被破坏,无法正常工作。 如果要平衡负载和不平衡传输线的连接,通常的方法是在谷物之间安装“平衡-不平衡”转换装置,通常称为巴伦。

    3.7.1波长非平衡变压器,半
    称为“ U”形管巴伦,它用于平衡负载不平衡馈线同轴电缆与半波偶极子之间的连接。 “ U”形管有一个1:4的巴伦阻抗转换效果。 使用同轴电缆的移动通信系统的特性阻抗在欧洲通常为50欧,因此在YAGI天线中,使用等效于半波偶极子的阻抗将其调整到200欧左右,以实现最终和主馈线阻抗50欧姆的同轴电缆。

    3.7.2四分之一波长平衡-不平衡dEVICe
    使用四分之一波长传输线的终端电路开放性的高频天线实现平衡输入端口和输出端口不平衡的同轴馈线之间的平衡 - 不平衡转换。
     
    4.Feature
    A)极化:天线发射的电磁波可用于垂直极化或水平极化。 当干扰天线(或发射天线)和敏感设备天线(或接收天线)的极化特性相同时,辐射敏感设备在输入处产生的感应电压最强。
    2)方向性:空间在各个方向上朝向干扰源辐射的电磁干扰或敏感设备从各个方向接收的电磁干扰能力是不同的。 描述所述定向特性的辐射或接收参数。
    3)极坐标图:天线最重要的特征是其辐射图或极坐标图。 天线极坐标图是从不同角度方向辐射的功率或场强图形成的
    4)天线增益:天线方向性天线的功率增益G表示。 G在任一方向上的天线损耗,天线的辐射功率略小于输入功率
    5)互易性:接收天线的极坐标图类似于发射天线的极坐标图。 因此,发射天线和接收天线没有根本的区别,但有时不是相互的。
    6)合规性:遵守天线频率,在其设计频段内可以有效地工作,在此频率外效率低下。 天线接收的电磁波的频率的不同形状和结构是不同的。
    天线广泛用于无线电业务。 电磁兼容性方面,天线主要用作电磁辐射传感器的测量,电磁场被转换为交流电压。 然后用电磁场强度值
    â€<A <获得的天线系数。 因此,在天线的EMC测量中,要求天线系数更高的精度,良好的稳定性参数,但天线的频带较宽。

    5天线系数
    是测得的场强值 â€<A <天线与接收器天线输出端口电压之比。 电磁兼容性及其表达式为:AF = E / V
    数表示:DBAF = DBE-DBV
    AF(dB / m)= E(dBμv/ m)-V(dBμv)
    E(dBμv/ m)= V(dBμv)AF(dB / m)
    其中:E-天线场强,以dBμv/ m为单位
    V-天线端口的电压,单位为dBμv
    AF天线系数,单位为dB / m
    天线出厂时应定期进行天线系数AF的校准。 手册中给出的天线天线系数,通常是在远场,非反射和50欧姆负载下测得的。
     

     

     

     

     

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