天线基本原理简介.ppt

《天线基本原理简介.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、技术交流移动基站天线有关概念及选型原则目录一、无线通信组网中天线的作用二、天线辐射电磁波的基本原理三、天线的极化四.天线辐射的方向性五、天线的增益六、关于传输线的几个基本概念七、超短波的传播八、网络优化中的天线一.无线通信组网中天线的作用什么是天线?把从导线上传下来的电信号做为无线电波发射到空间…...收集无线电波并产生电信号天线的作用将传输线中的高频电磁能转成为自由空间的电磁波，或反之将自由空间中的电磁波转化为传输线中的高频电磁能。因此，要了解天线的特性就必然需要了解自由空间中的电磁波及高频传输线的一些相关的知识。二.天线辐射电磁波的基本原理导

2、线载有交变电流时，就可以形成电磁波的辐射，辐射的能力与导线的长短和形状有关.如由于两导线的距离很近，且两导线所产生的感应电动势几乎可以抵消，因而辐射很微弱。如果将两导线张开，这时由于两导线的电流方向相同，由两导线所产生的感应电动势方向相同，因而辐射较强。当导线的长度L远小于波长时，导线的电流很小，辐射很微弱.当导线的长度增大到可与波长相比拟时，导线上的电流就大大增加，因而就能形成较强的辐射。通常将上述能产生显著辐射的直导线称为振子。无线电波是一种能量传输形式，在传播过程中，电场和磁场在空间是相互垂直的，同时这两者又都垂直于传播方向。无线电波无线电

3、波有点象一个池塘上的波纹，在传播时波会减弱。无线电波和光波一样，它的传播速度和传播媒质有关。无线电波在真空中的传播速度等于光速。而实际无线电波在空气中的传播速度由于存在媒质略小于光速，通常我们认为它等于光速。无线电波的极化无线电波在空间传播时，其电场方向是按一定的规律而变化的，这种现象称为无线电波的极化。无线电波的电场方向称为电波的极化方向。如果电波的电场方向垂直于地面，我们就称它为垂直极化波。如果电波的电场方向与地面平行，则称它为水平极化波。垂直极化水平极化+45度倾斜的极化天线辐射的电磁场的电场方向就是天线的极化方向-45度倾斜的极化三、天线

4、的极化垂直极化波要用具有垂直极化特性的天线来接收；水平极化波要用具有水平极化特性的天线来接收；当来波的极化方向与接收天线的极化方向不一致时，在接收过程中通常都要产生极化损失.当接收天线的极化方向与来波的极化方向完全正交时，接收天线也就完全接收不到来波的能量，这时称来波与接收天线极化是隔离的。极化接收、极化损失、极化隔离两个天线为一个整体，传输两个独立的波V/H(垂直/水平)倾斜(+/-45°)双极化天线天线的方向性是指天线向一定方向辐射电磁波的能力。对于接收天线而言，方向性表示天线对不同方向传来的电波所具有的接收能力。天线的方向性的特性曲线通常用

5、方向图来表示.方向图可用来说明天线在空间各个方向上所具有的发射或接收电磁波的能力。四.天线辐射的方向性1.方向图纵剖视在地平面上的方向图把“面包圈”压成扁平的看横剖视增益计算=10log(4mW/1mW)=6dBd一个对称振子假设在接收机中有1mW功率在阵中有4个对称振子在接收机中就有4mW功率对称振子组阵能够控制辐射能构成“扁平的面包圈”“扇形覆盖天线”将在接收机中有8mW功率“全向阵”例如在接收机中为4mW功率(顶视)天线反射面放在阵列的一边构成扇形覆盖天线在我们的“扇形覆盖天线”中，反射面把功率聚焦到一个方向进一步提高了增益。这里,“扇形覆

6、盖天线”与单个对称振子相比的增益为10log(8mW/1mW)=9dBd2.形成定向辐射的原理前向功率后向功率以dB表示的前后比=10log典型值为25dB左右目的是有一个尽可能小的反向功率(前向功率)(反向功率)方向图中，前后瓣最大电平之比称为前后比。它大，天线定向接收性能就好。基本半波振子天线的前后比为１，所以对来自振子前后的相同信号电波具有相同的接收能力。3.前后比方位即水平面方向图120°(eg)峰值-10dB点-10dB点10dB波束宽度60°(eg)峰值-3dB点-3dB点3dB波束宽度15°(eg)PeakPeak-3dBPeak-

7、3dB32°(eg)PeakPeak-10dBPeak-10dB俯仰面即垂直面方向图在方向图中通常都有两个瓣或多个瓣，其中最大的瓣称为主瓣，其余的瓣称为副瓣。主瓣两半功率点间的夹角定义为天线方向图的波瓣宽度。称为半功率（角）瓣宽。主瓣瓣宽越窄，则方向性越好，抗干扰能力越强。4.波束宽度上旁瓣抑制下旁瓣抑制方向图旁瓣显示五、天线的增益1、增益的定义增益是指在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的场强的平方之比，即功率之比。增益一般与天线方向图有关，方向图主瓣越窄，后瓣、副瓣越小，增益越高。全向天线增益与垂直波瓣宽度板状

8、天线增益与水平波瓣宽度90180360半功率波瓣宽度半波振子带反射板的半波振子带反射板的两个半波振子以半波振子为参考的增益0dBd