现代无线通信天线

天线基础、通信工程和2010年9月，天线基础、1天线2传播传播的几个基本概念3传输线的几个基本概念4基站天线系统、1天线、1.1天线的作用和状态1.2对称振荡器1.3天线方向的讨论1.4天线的偏振1.5天线的输入阻抗Zin1.6天线的工作频率范围(频带宽度)1.7移动通信常用的基站天线、1.7移动通信需要对不同种类的天线进行适当的分类。可以按用途分类，分为通信天线、电视天线、雷达天线等。可以分为短波天线、超短波天线、超短波天线等。根据方向性分类，可以分为全方位天线、定向天线等。根据形状分类，可以分为线性天线、平面天线等。电磁波的发射、1.2对称振荡器、1.3天线方向的讨论、1.3.1天线方向1.3.2天线方向的改善1.3.3增益1.3.4波瓣宽度1.3.5前后对1.3.6天线增益的近似计算式1.3.7旁瓣抑制、1.3.1天线方向、H-平面方向图：与磁场方向平行，即垂直于电场方向并包含最大发射方向的平面方向图。1.3.2天线方向增强，1.3.3增益，增益：在输入功率相同的条件下，实际天线和理想发射单元在空间中产生的信号的功率密度比。定量描述天线集中输入功率发射的程度。半波对称振荡器的增益为G=2.15dBi。四个半波对称振荡器沿垂直直线上下排列，构成了约g=8.15 DBI增益的垂直四元阵列(DBI表示比较对象是每个方向均匀发射的理想点源)。如果比较半波对称振荡器，其增益的单位是dBd。1.3.4波瓣宽度、1.3.5前后比、F/B=10Lg(前功率密度/后功率密度)、1.3.6天线增益的近似计算方法、天线主瓣宽度越小，增益越大。在一般天线：中，抛物面天线：直立全方位天线：在1.3.7中，抑制旁瓣，1.4天线的极化，天线向周围空间发射电磁波。电磁波由电场和磁场组成。电场的方向规定了天线极化的方向。常用的天线是单偏振。垂直极化水平极化，1.4.1双极化天线，V/H(垂直/水平)双极化45/-45双极化，1.4.2极化损失，垂直极化应以具有垂直极化特性的天线接收，水平极化应以具有水平极化特性的天线接收。右手圆极化波应作为具有右手圆极化特性的天线接收，左手圆极化波应作为具有左手圆极化特性的天线接收。如果传来的波的极化方向与接收天线的极化方向不匹配，则接收的信号变小。也就是说，偏心损失。当接收天线的极化方向与今年波的极化方向完全垂直时，天线完全接收不到来自波的能量，在这种情况下，极化损失最大，称为极化完全隔离。1.5天线输入阻抗Zin，定义：天线输入端信号电压与信号电流的比率，称为天线的输入阻抗。输入阻抗具有电阻元件Rin和电抗元件Xin，即Zin=Rin jXin。电抗分量的存在减少了从馈线对信号功率的天线提取，因此电抗分量应尽可能为零。也就是说，天线的输入阻抗必须尽可能是纯粹的电阻。1.6天线的工作频率范围(频带宽度)，两个不同的定义是在驻波比SWR2条件下天线的工作频带宽度；天线增益降低了3分贝范围内的频带宽度。注：在移动通信系统中，通常定义为较旧的类型，1、通过观测天线的S11参数、S11参数小于-10dB的频带属于天线的工作带宽。2、通过观察天线的VSWR，VSWR低于2的频带属于天线的工作带宽。天线的工作带宽判断、1.7移动通信中常用的基站天线、中继器天线和室内天线、1.7.1板天线1.7.2高增益栅格抛物面天线1.7.3八树定向天线1.7.4室内吸气天线1.7.5室内吸气天线、GSM或CDMA等1.7.1板天线是应用最广泛的非常重要的基站天线类型。特点：高增益，良好的地段方向，小背面，轻松垂直方向角度控制，可靠的密封性能和长寿命。板式天线也经常用作中继站的用户天线，根据作用扇区的范围大小，选择合适的天线型号。1.7.1板式天线、多个半波振荡器垂直放置的直线阵列、直线阵列一侧的反射板、1.7.2高增益栅格抛物线天线、性能性价比、栅抛物面天线经常被选择为中继器试主天线。抛物线具有良好的聚焦效果，抛物面天线的聚焦能力强，特别适合点到点通信。抛物线使用栅格结构。一个是为了减轻天线的重量，另一个是为了减少风的阻力。抛物线天线通常提供不超过30dB的前后比率。1.7.3八塔定向天线，优点：高增益，轻型结构，方便架设，低价格，特别是适用于点对点通信室内部署系统的室外接收天线类型室外天线类型户外天线类型户外天线类型越多，增益越高(通常为6-12，10-15dbi增益)，1.7.4室内屋顶吸收天线在非常大的工作频带内，可以很好地满足周波比要求(可以达到VSWR2，VSWR1.5)。属于低增益天线，通常G=2dBi。1.7.5室内壁挂式天线，优点：结构紧凑，外观美观，适用于空气介质的微带天线安装方便性更符合约G=7dBi的工作宽带要求增益。2无线电波的一些基本概念、2无线电波的一些基本概念、2.1自由空间通信距离方程2.2超短波和微波的传播视距2.3无线电波在平面地面上的传播特性2.4无线电波的多路径传播2.5无线电波的衍射传播、发射功率设置、发射天线增益、工作频率。接收功率包括接收天线增益：如果接收、发送天线之间的距离是r无环境干扰，则传播期间的传播损失包括：考虑到大气中的传播折射效应，包括2.1自由空间通信距离方程、示例、2.2超短波和微波传播视距、2.2超短波和微波传播视距、最大直接距离Rmax与发射天线和接收天线高度HT与HR的关系，直接视野远低于光波频率，因此无线电波的有效直接距离约为Rmax的70% Re天线发射的指向地面的无线电波被反射到地面，到达接收点的无线电波称为反射波。显然，接收点的信号必须是直射波和反射波的合成。合成结果取决于直射光和反射波之间的波径差。波径差为半波长的奇数数倍时，直接光波和反射波信号相加，合成到最大；如果波径差是一个波长的倍数，则直接和反射波信号衰减，合成最小。2.3平面地面上的传播特性在距离Ri内随着距离或天线高度的增加而变化信号强度；在一定距离Ri以外，随着距离的增加或天线高度的减少，信号强度单调地减少。理论上给出了Ri和天线高度HT和HR的关系。2.4无线电波的多路径传播、多路径传播和反射、2.4无线电波的多路径传播、超短波、微波波段、无线电波在传播过程中被障碍物反射。因此，有另一种反射波到达接收天线，这种现象称为多路径传播。多径传输使信号场强的空间分布变得相当复杂。受多路径传输的影响，无线电波的极化方向可能会改变。另外，障碍物对电波的反射力也不同。应尽最大努力将多路径传输的负面影响降至最低。就是在通信质量要求高的通信网上经常使用空间分集或偏振分集技术。无线电波的迂回传播被称为无线电波的迂回传播，2.5无线电波的传播乘着无线电波遇到大障碍物时，就乘着无线电波向前传播。超短波，电磁波的频率高，海浪的长度长，公司力弱，在高大的建筑物后面，信号强度小，形成了所谓的“阴影区”。频率越高，建筑物越高，接收天线离建筑物越近，对信号强度和通信质量的影响就越大。相反，频率越低，建筑物越短，接收天线离建筑物越远，影响越小。因此，在选择基站和安装天线时，应考虑到衍射传播可能产生的各种不利影响，了解影响衍射传播的各种因素。3传输线的一些基本概念，天线和发射机输出(或接收机输入)的连接电缆称为传输线或馈线。传输线的主要任务是有效地传输信号能量，因此必须以最小的损失将发射机发送的信号功率传送到发射天线的输入端，或将天线接收到的信号以最小的损失传送到接收机输入端，同时本身不应产生杂散干扰信号，因此传输线必须被屏蔽。如果传输线的物理长度等于或大于所发送信号的波长，则称为长线。3传输线的一些基本概念，3.1传输线类型3.2传输线的特性阻抗3.3馈线的衰减系数3.4匹配概念3.5反射损耗3.6电压信息比3.7平衡装置，3.1传输线类型，超短波段：平行双线同轴电缆传输线微波波段：同轴电缆传输线微带，无限传输线中电压与电流的比率定义为传输线的特性阻抗同轴电缆的特性阻抗通常计算为z0=50欧洲和z0=75欧元。馈线特性阻抗仅与导体直径d和d与导体之间介质的介电常数r相关，与馈线长度、工作频率和与馈线终端连接的负载阻抗无关。3.2传输线的特性阻抗、3.3馈线的衰减系数、信号从馈线传输、导体的电阻损失之外，还有绝缘材料的介电损耗。这两种损失随着馈线长度的增加和工作频率的增加而增加。因此，必须合理放置，以使馈线长度最小化。沿单位长度的损耗大小为使用dB/m(分贝/米)的衰减系数，电缆技术说明书中的大多数单位为dB/100m(分贝/100米)，输入到电源的功率为P1，从长度为L(m)的电源输出的功率为p2，传输损耗如果匹配，则仅存在进入馈线的端子负载的入射波，而不存在在终端负载下发生的反射波，因此，如果天线是终端负载，则匹配可以使天线获得全部信号功率。3.5反射损失，如果天线和馈线不匹配，则负载只能吸收从馈线传输的高频能量的一部分，全部不能吸收，部分未吸收的能量反射形成反射波。3.6电压郑州波比，不匹配，馈线上既有入射波又有反射波。在入射波和反射波相位相同的地方，电压振幅加到最大电压振幅Vmax，形成波。在入射波和反射波相位相反的地方，将电压振幅减为最小电压振幅Vmin，形成波段。其他点的振幅值在波浪腹部和波浪部分之间。这种合成波称为驻波。，3.6电压驻波比、反射波电压和入射波电压振幅的比率可以根据驻波系数、电压驻波比、VSWR记录、3.7平衡装置、信号源或负载或传输线、地面关系分为平衡和不平衡。信号源两端和地面的电压大小相同，极性相反时称为平