測(cè)量天線實(shí)踐報(bào)告

測(cè)量天線實(shí)踐報(bào)告

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一、實(shí)踐準(zhǔn)備從網(wǎng)上查詢有關(guān)天線的資料如下：天線簡(jiǎn)介天線（英語(yǔ)：antenna）是一種變換器，它把傳輸線上傳播的導(dǎo)行波，變換成在無(wú)界媒介（通常是自由空間）中傳播的\t"/subview/43104/_blank"電磁波，或者進(jìn)行相反的變換。在\t"/subview/43104/_blank"無(wú)線電設(shè)備中用來(lái)發(fā)射或接收電磁波的部件。無(wú)線電通信、廣播、電視、\t"/subview/43104/_blank"雷達(dá)、導(dǎo)航、電子對(duì)抗、遙感、射電天文等工程系統(tǒng)，凡是利用電磁波來(lái)傳遞信息的，都依靠天線來(lái)進(jìn)行工作。此外，在用電磁波傳送能量方面，非信號(hào)的能量輻射也需要天線。一般天線都具有可逆性，即同一副天線既可用作發(fā)射天線，也可用作接收天線。同一天線作為發(fā)射或接收的基本特性參數(shù)是相同的。這就是天線的互易定理。天線分類1、按工作性質(zhì)可分為\t"/subview/43104/_blank"發(fā)射天線和接收天線。2、按用途可分為\t"/subview/43104/_blank"通信天線、\t"/subview/43104/_blank"廣播天線、電視天線、\t"/subview/43104/_blank"雷達(dá)天線等。3、按方向性可分為\t"/subview/43104/_blank"全向天線和\t"/subview/43104/_blank"定向天線等。4、按工作波長(zhǎng)可分為超長(zhǎng)波天線、長(zhǎng)波天線、中波天線、\t"/subview/43104/_blank"短波天線、\t"/subview/43104/_blank"超短波天線、\t"/subview/43104/_blank"微波天線等。5、按結(jié)構(gòu)形式和工作原理可分為線天線和面天線等。描述天線的特性參量有\(zhòng)t"/subview/43104/_blank"方向圖、\t"/subview/43104/_blank"方向性系數(shù)、增益、\t"/subview/43104/_blank"輸入阻抗、輻射效率、極化和頻寬。6、按維數(shù)來(lái)分可以分成兩種類型：一維天線和二維天線一維天線：由許多電線組成，這些電線或者像手機(jī)上用到的直線，或者是一些靈巧的形狀，就像出現(xiàn)電纜之前在電視機(jī)上使用的老兔子耳朵。單極和雙極天線是兩種最基本的一維天線。二維天線：變化多樣，有片狀（一塊正方形金屬）、陣列狀（組織好的二維模式的一束片）、喇叭狀、碟狀。天線參數(shù)諧振頻率天線一般在某一頻率調(diào)諧，并在此諧振頻率為中心的一段頻帶上有效。增益“增益”指天線最強(qiáng)輻射方向的天線輻射方向圖強(qiáng)度與參考天線的強(qiáng)度之比取對(duì)數(shù)。如果參考天線是全向天線，增益的單位為dBi。帶寬天線的帶寬是指它有效工作的頻率范圍，通常以其諧振頻率為中心。阻抗“阻抗”類似于光學(xué)中的折射率。電波穿行于天線系統(tǒng)不同部分（電臺(tái)、饋線、天線、自由空間）是會(huì)遇到阻抗差異。在每個(gè)接口處，取決于阻抗匹配，電波的部分能量會(huì)反射回源，在饋線上形成一定的駐波。此時(shí)電波最大能量與最小能量比值可以測(cè)出，稱之為駐波比（SWR）。駐波比為1:1是理想情況。1.5:1的駐波比在能耗較為關(guān)鍵的低能應(yīng)用上被視為臨界值。而高達(dá)6:1的駐波比也可出現(xiàn)在相應(yīng)的設(shè)備中。極小化各處接口的阻抗差（阻抗匹配）將減小駐波比并極大化天線系統(tǒng)各部分之間的能量傳輸。輻射方向圖半波雙極子天線（同上）增益（dBi）輻射方向圖是天線發(fā)射或接受相對(duì)場(chǎng)強(qiáng)度的圖形描述。天線向三維空間輻射，需要數(shù)個(gè)圖形來(lái)描述。如果天線輻射相對(duì)某軸對(duì)稱（如雙極子天線、螺旋天線和某些拋物面天線），則只需一張方向圖。不同的天線供應(yīng)商/使用者對(duì)于方向圖有著不同的標(biāo)準(zhǔn)和制圖格式。[3]

特性阻抗無(wú)限長(zhǎng)傳輸線上各處的電壓與電流的比值定義為傳輸線的特性阻抗，用Z0表示。同軸電纜的特性阻抗的計(jì)算公式為衰減系數(shù)信號(hào)在饋線里傳輸，除有導(dǎo)體的電阻性損耗外，還有絕緣材料的介質(zhì)損耗。這兩種損耗隨饋線長(zhǎng)度的增加和工作頻率的提高而增加。因此，應(yīng)合理布局盡量縮短饋線長(zhǎng)度。單位長(zhǎng)度產(chǎn)生的損耗的大小用衰減系數(shù)β表示，其單位為dB/m（分貝/米）。輸入阻抗定義：天線輸入端信號(hào)\t"/subview/43104/_blank"電壓與信號(hào)電流之比，稱為天線的輸入阻抗。輸入阻抗具有電阻分量Rin和電抗分量Xin，即Zin=Rin+jXin。電抗分量的存在會(huì)減少天線從饋線對(duì)信號(hào)功率的提取，因此，必須使電抗分量盡可能為零，也就是應(yīng)盡可能使天線的輸入阻抗為純電阻。工作頻率無(wú)論是發(fā)射天線還是接收天線，它們總是在一定的\t"/subview/43104/_blank"頻率范圍（頻帶寬度）內(nèi)工作的，天線的頻帶寬度有兩種不同的定義：實(shí)踐過(guò)程與結(jié)果我和隊(duì)友在南核的南一樓頂與南二南三樓頂發(fā)現(xiàn)了板狀定向天線，天線位置如下：1.拍下天線實(shí)物圖片：測(cè)量在天線附近的信號(hào)強(qiáng)度為：-51dBm31asu對(duì)照網(wǎng)上圖片，發(fā)現(xiàn)其為板狀定向天線。以下天線實(shí)物照片：附近信號(hào)強(qiáng)度為：-53dBm33asu該為GPS天線，天線參數(shù)為：頻率：1575.42MHZ帶寬：10MHZ型號(hào)：TJ-15AE-38A-02增益：38dBi

以下天線實(shí)物照片：該天線為衛(wèi)星通信接收天線，附近信號(hào)強(qiáng)度為：-65dBm24asu天線參數(shù)：輸入頻率：3.7-4.5GHZ輸出頻率：低頻950-1450MHZ

高頻1550-2050MHZ增益：65dB

以下為天線實(shí)物照片：由于距離太遠(yuǎn)無(wú)法觀察參數(shù)等，不知這個(gè)是否是天線，是何種型號(hào)，參數(shù)多少。實(shí)踐資料查詢與補(bǔ)充板狀定向信號(hào)介紹板狀天線就是定向天線，板狀天線是移動(dòng)通信系統(tǒng)天線的一種，主要用于室外信號(hào)覆蓋。無(wú)論是GSM還是CDMA，板狀天線是用得最為普遍的一類極為重要的基站天線。這種天線的優(yōu)點(diǎn)是：增益高、扇形區(qū)方向圖好、后瓣小、垂直面方向圖俯角控制方便、密封性能可靠以及使用壽命長(zhǎng)。天線對(duì)空間不同方向具有不同的輻射或接收能力，這就是天線的方向性。根據(jù)方向性的不同，天線有全向和定向兩種。下面主要講解一下它們之間的區(qū)別以及相關(guān)參數(shù)。全向天線：全向天線，即在水平方向圖上表現(xiàn)為360°都均勻輻射，也就是平常所說(shuō)的無(wú)方向性，在垂直方向圖上表現(xiàn)為有一定寬度的波束，一般情況下波瓣寬度越小，增益越大。全向天線在通信系統(tǒng)中一般應(yīng)用距離近，覆蓋范圍大，價(jià)格便宜。增益一般在9dB以下。右圖所示為全向天線的信號(hào)輻射圖。全向天線的輻射范圍比較象一個(gè)蘋果。定向天線：也稱板狀天線，在在水平方向圖上表現(xiàn)為一定角度范圍輻射，也就是平常所說(shuō)的有方向性，在垂直方向圖上表現(xiàn)為有一定寬度的波束，同全向天線一樣，波瓣寬度越小，增益越大。定向天線在通信系統(tǒng)中一般應(yīng)用于通信距離遠(yuǎn)，覆蓋范圍小，目標(biāo)密度大，頻率利用率高。有通過(guò)反射板的定向天線，也有通過(guò)陣列合成而成（成本太高，特別相控陣天線，一個(gè)移相器有上千塊，一個(gè)T/R組件大概上萬(wàn)），增益可達(dá)到20dB以上。在衛(wèi)星通信中用到高增益螺旋天線。我們也可以這樣子來(lái)思考全向天線和定向天線之間的關(guān)系：全向天線會(huì)向四面八方發(fā)射信號(hào)，前后左右都可以接受到信號(hào)，定向天線就好像在天線后面罩一個(gè)碗壯的反射面，信號(hào)只能向前面?zhèn)鬟f，射向后面的信號(hào)被反射面擋住并反射到前方，加強(qiáng)了前面的信號(hào)強(qiáng)度。板狀定向天線的參數(shù)頻率范圍：824～960MHz水平角度：90增益：14-17dBi極化：垂直標(biāo)稱阻抗：50Ohm\t"/subview/43104/_blank"電壓駐波比