天線的基礎(chǔ)知識

天線的基礎(chǔ)知識第一頁，共三十七頁，2022年，8月28日什么是天線？天線的定義：輻射與接收無線電波的裝置。第二頁，共三十七頁，2022年，8月28日什么是天線？第三頁，共三十七頁，2022年，8月28日天線有哪些種類？用途分：通信天線、雷達天線、廣播天線、電視天線等頻段分：長波天線、中波天線、短波天線、微波天線等方向性分：全向天線、定向天線輻射原理分：線天線、面天線、微帶天線、縫隙天線等第四頁，共三十七頁，2022年，8月28日對天線的要求高效率：天線把輸入功率全部輻射出去。（理想狀態(tài)）方向性：在通信的方向上有輻射，不需要的方向上沒有輻射。（理想狀態(tài)）第五頁，共三十七頁，2022年，8月28日根據(jù)什么參數(shù)判斷天線的好壞？一般要關(guān)注的天線的參數(shù)：1、電壓駐波比2、方向圖3、方向系數(shù)和增益4、帶寬5、極化第六頁，共三十七頁，2022年，8月28日1、電壓駐波比（VSWR）電壓駐波比（VSWR）：入射波與從天線回來的反射波在饋線中疊加，形成駐波狀態(tài)。饋線中的電壓最大值與電壓最小值的比值就是電壓駐波比。第七頁，共三十七頁，2022年，8月28日VSWR第八頁，共三十七頁，2022年，8月28日弦上的駐波第九頁，共三十七頁，2022年，8月28日駐波比從一個方面反映了天線的效率。駐波比越大，表示反射的功率越大，效率越低。一般要求駐波比小于等于1.5第十頁，共三十七頁，2022年，8月28日VSWR反射功率計算公式：

SWR＝1.5時候的效率為：96％SWR＝1.3效率為98％，用戶手機接收到的電平會比SWR為1.5時高出0.1dBm！不要過分追求完美（駐波比）！第十一頁，共三十七頁，2022年，8月28日2、方向圖天線的方向性常用方向圖來直觀表達。天線的輻射是三維的，在工程上為了方便，常采用水平和垂直兩個面的方向圖來描述天線的方向性。平面方向圖有直角坐標方向圖和極坐標方向圖，其中極坐標方向圖更加直觀第十二頁，共三十七頁，2022年，8月28日全向天線3D方向圖第十三頁，共三十七頁，2022年，8月28日全向天線2D方向圖第十四頁，共三十七頁，2022年，8月28日全向天線直角坐標方向圖第十五頁，共三十七頁，2022年，8月28日定向天線3D方向圖第十六頁，共三十七頁，2022年，8月28日水平面和垂直面方向圖第十七頁，共三十七頁，2022年，8月28日要關(guān)心的方向圖指標一般對方向圖比較關(guān)心的指標有：1、半功率角（角度越小，增益越大）2、前后比3、副瓣電平第十八頁，共三十七頁，2022年，8月28日第十九頁，共三十七頁，2022年，8月28日3、方向系數(shù)和增益天線在某方向的方向系數(shù)D是它在該方向的輻射強度同把同樣的輻射能量向空間均勻輻射的輻射強度之比。天線在某方向的增益G是它在該方向的輻射強度同把同樣的輸入能量向空間均勻輻射的輻射強度之比。D×效率系數(shù)＝G第二十頁，共三十七頁，2022年，8月28日與放大器的增益定義不一樣；放大器的增益：把輸入信號放大n倍輸出，那么增益就是n倍，或者是10log（n）dB；天線是一種無源器件，不會把信號放大（有源天線除外）；天線具有方向性，同樣的輸入功率，不同天線在同一方向輻射的強度不同（通?？疾熳畲筝椛浞较颍粸楸碚鬟@種輻射差異性，指定一種天線作為參考，所有天線與之對比，這個比值就是增益；第二十一頁，共三十七頁，2022年，8月28日指定的參考天線不同，比較出來的值不一樣。為了統(tǒng)一，通常指定兩種參考天線：一種是理想的各向同性的天線（不存在的），下面稱為理想?yún)⒖继炀€；一種是規(guī)定了制作方法的半波對稱振子天線。這兩種指定的參考天線比較出來的值也是不一樣的，為了區(qū)別這個值是以哪種天線作為參考的，在這個值后面加上單位加以區(qū)分。其它參考天線比較出來的值都要轉(zhuǎn)化為以此兩種指定天線作為參考。第二十二頁，共三十七頁，2022年，8月28日增益是一種輻射強度的比值（不是加減關(guān)系）。為了方便，行業(yè)內(nèi)一般對這個比值進行下面的轉(zhuǎn)換：上面的G我們一般叫dB值，以表示這個值是經(jīng)過上面的轉(zhuǎn)化得到的；如果是以理想?yún)⒖继炀€為參考的，得到的G后面加上單位：dBi；以半波振子天線作參考的加上單位dBd。國內(nèi)用得更多的是dBi值。第二十三頁，共三十七頁，2022年，8月28日增益的dBi值減去2.15就得到增益的dBd值。各向同性的理想?yún)⒖继炀€在所有方向具有相同的輻射半波對稱振子具有面包圈形的方向圖輻射

2.15dB半波對稱振子的增益為2.15dBi第二十四頁，共三十七頁，2022年，8月28日方向系數(shù)和增益9.85dBd＝12dBi半波振子的增益是2.15dBi第二十五頁，共三十七頁，2022年，8月28日4、帶寬天線所有的電參數(shù)都是頻率的函數(shù)天線帶寬是天線的某個或某些電性能符合要求的工作頻率范圍。方向圖帶寬和駐波帶寬第二十六頁，共三十七頁，2022年，8月28日5、天線的極化設(shè)天線的輻射場E（t，r）是簡諧場，在波的傳播路徑上的某一點作一個垂直于傳播方向的平面，電場將躺在這個平面上，電場矢量隨時間變化一個周期，電場矢端所描畫出的軌跡定義為發(fā)射時波的極化，簡稱極化。第二十七頁，共三十七頁，2022年，8月28日天線的極化天線的極化有圓極化、線極化、橢圓極化相同極化的兩副天線通信效果最好線天線的極化可以從輻射體來判斷第二十八頁，共三十七頁，2022年，8月28日三遙系統(tǒng)中常用的天線桿狀全向天線玻璃鋼外罩用作中心臺天線第二十九頁，共三十七頁，2022年，8月28日三遙系統(tǒng)中常用的天線四環(huán)陣天線改變振子的方向可以改變方向圖，可以當全向天線用，也可以加強某一個方向的輻射。增益高，全向時8dBi，定向時11dBi第三十頁，共三十七頁，2022年，8月28日三遙系統(tǒng)中常用的天線八木天線結(jié)構(gòu)簡單、定向性好第三十一頁，共三十七頁，2022年，8月28日三遙系統(tǒng)中常用的天線吸盤天線增益低應(yīng)用時放置在一個足夠大的金屬板上，一般要求2個波長以上第三十二頁，共三十七頁，2022年，8月28日天線的安裝注意事項盡量選擇制高點安裝，周圍沒有明顯阻擋安裝在鐵塔上，天線與鐵塔距離應(yīng)兩個波長以上天線固定在金屬桿上時，金屬桿不應(yīng)該超出天線的輻射部分（天線的輻射體對周圍的金屬物體敏感，會影響方向圖和駐波）安裝八木天線要注意排水孔的方向第三十三頁，共三十七頁，2022年，8月28日天線與饋線的連接檢查饋線外皮是否破損檢查饋線的電纜頭是否牢固，焊接是否良好檢查饋線電纜頭的型號與天線電纜頭的型號是否相配接口用防水膠密封防止進水第三十四頁，共三十七頁，2022年，8月28日天饋系統(tǒng)的檢測天線和饋線安裝好后，使用之前要用通過式的功率計或駐波表檢測系統(tǒng)的電壓駐波比是否滿足要求天線一般直流接地，萬用表無法檢查天線的好壞第三十五頁，共三十七頁，