天线基本教程培训.ppt

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1、天线基本教程2002年9月天线是什么?电信号从有线转为无线电波形式向空中发射出去……将收集的无线电波转为电信号。无线电波是电磁能量在空中传播时的“振动”无线电波在空中以30万公里/秒的速率传播无线电波就象池塘水面顶部的波纹无线电波在传播过程中会衰减无线电波频率即“振动”的速率，或解释为在一秒内通过的波的数量（即每秒的周期数，又叫赫兹，如取一百万作为单位，则为兆赫兹）波长低频高频波长是波在两个相邻周期上的相同点的距离频率与波长A1/2波长偶极子的长度800MHzis~200mm长400MHzis~400mm长偶极子是天线中广泛应用的一种辐

2、射单元。偶极子的长度与波长成正例。偶极子波长1/2波长1/4波长1/4波长1/2波长偶极子820MHz的1/2波长~180mm,890MHz的1/2波长~170mm天线将优化为~850MHz-175mm天线带宽=890-820=70MHz当波长不是最优值时，性能下降在频率范围内可保持可接受的性能水平频率范围850MHz偶极子的1/2波长最优值890MHz天线偶极子820MHz俯视图侧视图使“汽车轮胎”“扁平化”，将信号集中到地面需要覆盖的地区一个单一偶极子的辐射能量图看起来就象一个“汽车轮胎”天线如何控制无线辐射能量走向？立体图性能的增强

3、称为增益.在这里，增益=10log(4mW/1mW)=6dBd一个偶极子的接收机功率为1mW（例）偶极子阵列接收机功率为4mW（例）集中性更强的信号“汽车轮胎”“扁平化”——控制辐射能量走向将偶极子组成阵列“扇形天线”中的反射板将能量聚焦到一个方向，进一步提高了天线的增益。在这个例子中，扇形天线的增益比单一偶极子的增益为：10log(8mW/1mW)=9dBd在阵列的的一边放置反射板方向性聚焦——控制无线辐射能量走向“扇形天线”接收机功率为8mW（例）“全向阵列”接收机功率为4mW（例）天线（俯视图）单一偶极子的“汽车轮胎”形辐射图全向辐

4、射器在各个方向上的辐射能量相等天线相对于偶极子的增益用“dBd”表示天线相对于全向辐射器的增益用“dBi”表示如:3dBd=5.17dBi2.17dB偶极子比全向辐射器的增益高2.17dBdBd和dBi前后比前后比是指扇形天线的前向辐射功率和后向辐射功率之比后向功率前向功率前后比(dB)=10log，典型值约为25dB目的是尽可能减少后向辐射功率前向功率后向功率波瓣宽度方位角(如水平面)图10dB波瓣宽度120°(eg)峰值峰值-10dB峰值-10dB60°(eg)峰值峰值-3dB峰值-3dB3dB波瓣宽度15°(eg)峰值峰值-3dB峰

5、值-3dB32°(eg)峰值峰值-10dB峰值-10dB仰角(如垂直面)图旁瓣上旁瓣抑制(dB)下旁瓣抑制(dB)天线下倾角下倾角使天线波束指向地面无下倾角电调下倾角机械下倾角天线下倾角电缆50欧姆天线50欧姆阻抗阻抗是电磁能量通过介质的一个特性阻抗的单位为欧姆()。为实现良好的性能，阻抗需达到匹配状态80欧姆回波损耗阻抗的变化会干扰能量流传输的方式，并使部分能量反弹9.5W80欧姆50欧姆前向:10W回波:0.5W此例中，回波损耗为10log(10/0.5)=13dBVSWR(驻波比)是对此现象的另一种度量方法，与回波损耗有一个换算

6、公式垂直方式水平方式+45斜角-45斜角极化无线电波振动的平面称为它的极化面双极化天线即一个单元中有两个天线V/H(垂直/水平)斜角(+/-45°)两个天线中的波是相互独立的隔离度隔离度是某一极化接收到的另一极化信号的比例1000mW(即1W)1mW该例子中，隔离度为：10log(1000mW/1mW)=30dB总结：参数典型值频率范围MHz820-890带宽MHz70增益dBi15极化垂直阻抗欧姆50回波损耗dB>18半功率(3dB)波束宽度方位角°64仰角°18下降10dB功率波束宽方位角°120仰角°30前后比dB>30垂直面上旁瓣

7、抑角dB<-12垂直面上旁瓣抑角dB<-14电调下倾角(可调)°2-10