天线技术在无线通信系统中的应用.ppt

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1、天线技术在无线通信系统中的应用西安海天天线科技股份有限公司第一章传输线的基本概念1.1本章用到的基本参数c：真空中的光速3×108m/sλ0：真空中的波长mf：频率Hzε0：真空中的介电常数1/μ0c2=8.854185μ0：真空中的磁导率400πεr：相对介电常数εe：有效介电常数μr：相对磁导率Z0：特性阻抗Ωα：衰减常数dB/mβ：相移常数2π/λradГ：反射系数dB1.2频率与波长的关系λ0=c/f（1-1）当电波在介质中传播时，波长将变短，且符合下列关系λg=λ0/(εr)1/2（1-2）例1-1：已知f=1500MHz，求λ0=？解：由（1-1）式代入光速

2、，则λ0=3×108/(1500×106)=0.2m例1-2：已知f=300MHz，εr=1.5，求λg=？解：由（1-1）式代入光速，先求出真空中的波长λ0=3×108/(300×106)=1m带入（1-2）式λg=1/(εr)1/2=1/(1.5)1/2=0.816m介质中的介电常数通常，在计算介质中的电波传播特性时，用相对介电常数εr。εr=真空介电常数/介质介电常数有效介电常数εe是微带传输线的介电参数，这是由于微带传输线的半开放形式产生的。介质中的电磁波传播速度vr=c/√εr介质中的波长λg=λ0/√εr1.3无线电频段的划分1.4传输线的基本概念1.4.1

3、结构形式常用传输线有同轴线、平行双导线、微带线和波导。同轴线平行双导线微带线波导1.4.2特性阻抗Z0定义：行波电压与行波电流之比。特性：在微波情况下，特性阻抗Z0为一纯电阻。同轴线Z0=138log(D/d)(1-3)双导线Z0=120ln(D/d+((D/d)2-1)1/2=120ln(2D/d)(1-4)微带线Z0=59.952ln[8h/w+w/4/h]w/h<1(1-5)Z0=119.904π/[w/h+2.42-0.44h/w+(1-h/w)6w/h>=1另外，可以编制专用软件，计算传输线的特性阻抗。1.4.3长线电长度：传输线的几何长度与经它传输高频电流波

4、长之比(L/λ)。L/λ≥0.1称为长线L/λ<0.1称为短线特点：*出现了分布参数，沿导线周期性的呈现电容、电感；*接通高频电源后，在线上出现电流波和电压波，同一时刻，线上各点的电压、电流、相位数值不等。1.4.4长线上的分布参数V(z,t)=A1e-αzej(ωt-βz)+A2eαzej(ωt+βz)(1-6)I(z,t)=V(z,t)/Z0=[A1e-αzej(ωt-βz)+A2eαzej(ωt+βz)]/Z0(1-7)由(1-3)和(1-4)看出，长线上任意一点电压和电流都由两部分组成。第一部分是e-αzej(ωt-βz)，代表向负载方向传播的行波，第二部分是e

5、αzej(ωt+βz)，代表向电源方向传播的行波。长线上的输入阻抗与传输线长度及负载有关，且有λ/2重复性：Zin=Z0Zι+jZ0tg(βι)Z0+jZιtg(βι)(1-8)1.4.5反射系数Г定义：长线上某点反射波电压V-（或电流）与入射波电压V+（或电流）之比。Г=V-/V+1.4.6电压驻波比（VSWR）定义：传输线上最大电压的绝对值与最小电压的绝对值之比。VSWR==VmaxVmin1+Г1-Г（1-9）Г=VSWR-1VSWR+1（1-10）1.4.7回波损耗RL=20logГ（1-12）电压驻波比（VSWR）与负载阻抗（ZL）的关系：通常负载阻抗表示为Z

6、L=r+jxVSWR=ZL/Z0ZL>Z0VSWR=Z0/ZLZL

7、耗的大小与导线的长度和使用的材料有关。不同材料，衰减系数差异很大。电缆衰减系数通常用两种方法获得：1、查电缆说明书的技术参数；2、用仪器测量。第二章天线原理2.1本章用到的基本参数G：增益D：方向系数HPBW：半功率波束宽度F/B：前后比极化：电场振动方向天线口径：天线辐射器的最大物理尺寸2.2天线的定义天线是一种导行波与电磁波之间的换能器。天线是一种将高频电流与电磁波进行转换的装置。H2.3无线电波的特点电场与磁场相互正交，且与传播方向垂直。2.4天线的主要电气指标2.4.1方向图2.4.2电压驻波比2.4.3增益2.4.4极化（线极化