天线基本概念.ppt

1、1、海天人的理念：哪里有无线，哪里就有天线，哪里就有海天，移动基站天线的相关概念，Xi安海天天线技术有限公司讲座2003年3月：张国庆，1。无线电波基础知识。超短波的传播。天线辐射电磁波的基本原理。关于输电线路的一些基本概念。典型移动基站天线技术指标综述。通信距离等式7。电磁波安全标准8。基站天线馈电系统。无线电波的基本知识。什么是无线电波？无线电波是能量传输的一种形式。在传播过程中，电场和磁场在空间上相互垂直，并且都垂直于传播方向。像光波一样，无线电波与传播介质具有相同的传播速度。无线电波在真空中的传播速度等于光速。我们用公里和秒来表示。介质中的传播速度为：/，其中为传播介质的相对介电常数。

2、空气的相对介电常数非常接近真空，略大于真空。无线电波有点像池塘里的涟漪，传播时会减弱。因此，无线电波在空气中的传播速度略低于光速。通常我们认为它等于光速。电磁波的传播可以用公式/。其中，是速度，单位是米/秒；是以赫兹为单位的频率；波长以米为单位。从上述关系不难看出，当相同频率的无线电波在不同介质中传播时，速度不同，因此波长也不同。聚四氟乙烯型绝缘同轴射频电缆的相对介电常数约为2.1，因此，/1.44，/1.44。无线电波的波长、频率和传播速度之间的关系无线电波的极化，当无线电波在空间传播时，其电场方向按照一定的规律变化，这种现象称为无线电波极化。无线电波的电场方向称为无线电波的极化方向。如果无

3、线电波的电场方向垂直于地面，我们称之为垂直极化波。如果无线电波的电场方向平行于地面，它被称为水平极化波。什么是天线？从电线上传的电信号以无线电波的形式传输到太空.收集无线电波并产生电信号，包括垂直极化、水平极化、45度倾斜极化、1.3天线极化，天线辐射的电磁场的电场方向是天线的极化方向，-45度倾斜极化、双极化天线、1.4圆极化波。如果电场的方向在无线电波的传播过程中旋转，它就被称为椭圆极化波。在旋转过程中，如果电场的振幅，即大小，保持不变，我们称之为圆极化波。从传播方向看，顺时针旋转称为右旋圆极化波，逆时针旋转称为左旋圆极化波。垂直极化波应该由具有垂直极化特性的天线接收。水平极化波应该由具有

4、水平极化特性的天线接收。右旋圆极化波应该由具有右旋圆极化特性的天线接收。左手圆极化波应该由具有左手圆极化特性的天线接收。当入射波的极化方向与接收天线的极化方向不一致时，极化损耗通常发生在接收过程中。例如，当用圆极化天线接收任何线极化波或用线极化天线接收任何圆极化波时，会出现分贝极化损耗，即只能接收到入射波能量的一半；a，13，1.5。当入射波的极化方向与接收天线的极化方向不一致时，极化损耗通常发生在接收过程中。例如，当用圆极化天线接收任何线极化波或用线极化天线接收任何圆极化波时，将出现分贝的极化损失，即只能接收到入射波能量的一半。当接收天线的极化方向(例如水平方向1.6(极化)隔离度，表示一个

5、极化中出现的信号与另一个极化中出现的信号之比，1000毫瓦(即1W)，1毫瓦，在这种情况下隔离度为10千兆克(1000毫瓦/1毫瓦)=30dB。2超短波的传播特性因无线电波的波长不同而不同。目前，用于全球移动通信系统和码分多址移动通信的频段属于超高频超短波频段，高端属于微波频段。2.1超短波和微波的视线传播。超短波和微波具有高频率和短波长，它们的地波衰减很快。因此，我们不能依靠地波进行长距离传播，地波主要是由空间波传播的。一般来说，空间波只能直线传播到直接可见的地方。在直视距离内超短波的传播区域通常称为“照明区域”。超短波接收机可以在直视距离内稳定接收信号。直视距离与发射天线和接收天线的高度有

6、关，并受地球曲率半径的影响。根据简单的几何关系，AB3.57(HT HR)(千米)由于超短波被大气折射，有效传播距离为AB4.12 (HT HR)(千米)，B，A，rt，RR，O，接收天线为高HR，发射天线为高HT，2.2。除了直接传播之外，无线电波还会遇到多径传播。因此，不仅有直接波，还有到达接收天线的反射波，这就是所谓的多径传输。由于多通道传播，信号场强分布相当复杂，波动很大；此外，由于多路径传输的影响，无线电波的极化方向将会改变。因此，信号场强在某些地方增加，在某些地方降低。此外，不同的障碍物反射无线电波的能力也不同。例如，钢筋混凝土建筑物对超短波的反射能力强于砖墙。我们应该尽力避免多径

7、传播效应的影响。同时，可以采取空间分集或极化分集措施来对应。多径传播和反射a19，用分集接收提高信号电平2。无线电波的衍射传播。当无线电波在传播路径上遇到障碍物时，它们总是试图绕过障碍物，然后向前传播。这种现象被称为无线电波的衍射。超短波的衍射能力很弱，在高楼后面会形成所谓的“阴影区”。信号质量不仅受接收天线到建筑物的距离和建筑物的高度的影响，还受频率的影响。例如，如果建筑物的高度是米，那么在离建筑物几米远的地方，接收信号质量几乎不受影响，但是在离建筑物几米远的地方，接收信号场强将比没有高度时明显减弱。此时，如果接收到兆赫的电视信号，接收信号的场强将比没有高拥抱时降低分贝。当接收到兆赫的电视信

8、号时，接收信号的场强将比没有高拥抱时降低分贝。如果建筑物的高度增加到米，接收信号的场强将在离建筑物几米的范围内受到影响，因此它将被不同程度地削弱。也就是说，频率越高，建筑物越高、越近，影响就越大。相反，频率越低，建筑物越短越远，影响越小。因此，在架设天线和选择基站时，我们必须根据上述原则考虑各种可能引起衍射传播的不利因素，并尽量避免这些不利因素。天线辐射电磁波的基本原理是，当导体携带交流电时，可以形成电磁波的辐射，辐射能力与导体的长度和形状有关。如果导体的位置非常接近，并且由两个导体产生的感应电动势几乎可以被抵消，则辐射非常弱。如果两根导线断开，则两根导线产生的感应电动势方向相同，因为两根导线

9、的电流方向相同，所以辐射更强。当导线的长度远小于波长时，导线的电流非常小，辐射非常弱。当t的长度总长度等于波长的振子称为全波偶极子。振动器被称为折叠振动器。1/2波长，1/2波长的偶极子在800兆赫长约200毫米，在400兆赫长约400毫米，1/4波长，1/4波长，1/2波长，振荡器，3.1偶极子输入阻抗有电阻分量和电抗分量。输入阻抗的无功分量将降低从天线到馈线的有效信号功率。因此，有必要使电抗分量尽可能为零，以便天线的输入阻抗是纯电阻。输入阻抗与天线的结构和工作波长有关。基本半波振荡器的输入阻抗为(73.142.5)欧姆，即从中间对称馈电的半波长线。当振荡器的长度缩短时，即使半波振荡器的输入

10、阻抗为73.1欧姆(标称值为75欧姆)，电抗分量也可以消除，天线的输入阻抗为纯电阻。天线的方向性是指天线在某一方向辐射电磁波的能力。对于接收天线，方向性表示天线从不同方向接收无线电波的能力。天线的方向特性曲线通常用一种模式来表示，这种模式可以用来说明天线在空间的各个方向发射或接收电磁波的能力。3.4天线的工作频率范围(带宽)，无论是发射天线还是接收天线，它们总是在一定的频率范围内工作，通常，天线在中心频率工作时能传递的功率最大，偏离中心频率时传递的功率会减小，从而可以定义天线的频率带宽。有几种不同的定义：一种是指天线增益下降三分贝时的带宽；一个是指天线在特定驻波比下的工作带宽。在移动通信系统中

11、，它由后者定义，具体地，当天线的输入驻波比是1.5时，天线的工作带宽。820mhz的1/2波长是180毫米，890 MHz的170毫米175毫米是850MHz的最佳波长。天线的带宽为890-820=70mhz。当天线的工作波长不是最佳时，天线性能将下降，振荡器在850mhz时是最佳的。天线元件、在820 MHz、时，天线的性能在天线的工作频带内不会降低很多，这仍然是可以接受的。顶视图，侧视图，3.5天线：的功能控制辐射能量的方向。在地面上，为了将信号集中到需要的地方，需要将“百吉饼”压平。单个偶极子具有百吉饼形状的图案，其中增益为=10log(4mW/1mW)=6dBd，并且假定偶极子在接收器

12、中。阵列中有4个偶极子，接收机中功率为4毫瓦，信号更集中，偶极子阵列可以控制辐射能量形成一个“平面包圈”，增益是指输入功率相等的条件，增益一般与天线方向图有关。模式的主瓣越窄，后瓣和旁瓣越小，增益越高。在我们的“扇形覆盖天线”中，反射面将功率集中在一个方向，以进一步提高增益。这里，“扇区覆盖天线”的增益为10log(8mW/1mW)=9dBd(与单个偶极子相比)，例如，“全向阵列”在接收器中具有4mW的功率。(顶视图)，辐射能量可以通过反射板控制并聚焦在一个方向上，并且反射器放置在阵列的一侧以形成扇形。它体积大，天线的定向接收性能好。基本的半波偶极子天线的前后比是相同的，因此它对来自偶极子前后

13、的相同信号波具有相同的接收能力。，前向功率，后向功率，3.7波束宽度，方位角，即水平面模式，120(例如)，峰值，-10db点，-10db点，10dB波束宽度，60(例如)，峰值，-3dB点，-3dB点，3dB波束宽度32(例如)，峰值，峰值-10dB，峰值-10dB，仰角平面是垂直平面模式，模式中通常有两个或更多波瓣，其中最大的波瓣称为主瓣，其他波瓣为主瓣的两个功率点之间的角度被定义为天线方向图的波瓣宽度。它被称为半功率(角)波瓣宽度。主阀宽度越窄，方向性越好，抗干扰能力越强。一般来说，天线的主瓣波束宽度越窄，天线增益越高。当旁瓣电平和前后比正常时，天线增益和方向图之间的关系可以用下面的公式

14、近似表示：3.8一般来说，天线的主瓣波束宽度越窄，天线增益越高。当旁瓣电平和前后比正常时，反射器天线可以近似用下面的公式表示。由于有效辐射效率的影响，3.9天线增益与方向图的关系，天线增益与方向图半功率波瓣宽度的关系曲线，方向图旁瓣显示，上旁瓣抑制，下旁瓣抑制，全向天线增益和垂直波瓣。a，39，平板天线增益和水平波瓣宽度，3.9天线波束磁偏角，无磁偏角天线波束磁偏角演示，电磁偏角，机械磁偏角和天线波束磁偏角，控制覆盖范围减小和互调的两种方法：-机械电，波束磁偏角，电磁偏角，馈电网络中无磁偏角的等路径长度，电下倾时波束覆盖，电下倾时波束覆盖，电下倾，机械下倾，下倾方法比较，10电下倾，10机械下

15、倾， 如何实现可变下倾，传输线的几个基本概念，连接天线和发射机(或接收机)输出(或传输线的主要任务是有效地传输信号能量。 因此，它应该能够以最小的损耗将天线接收的信号发送到接收机的输入端，或者以最小的损耗将发射机发送的信号发送到发射天线的输入端，并且它不应该拾取或产生杂散干扰信号。因此，传输线必须屏蔽或平衡。当传输线的几何长度等于或大于传输信号的波长时，它被称为长传输线。超短波有两种传输线：平行传输线和同轴电缆传输线(微波传输线包括波导和微带等)。)。平行传输线通常由两根平行的电线组成。它是一条对称或平衡的传输线。该馈线损耗大，不能用于超高频频段。同轴电缆传输线的两个导体是芯线和屏蔽铜网。因为铜网接地，两个导体对地不对称，所以称为不对称或不平衡传输线。同轴电缆工作频率范围宽，损耗低，能在一定程度上屏蔽静电耦合，但不干扰磁场。使用时，不应与强电流线路并联，也不应靠近低频信号线。 2传输线的特性阻抗，无限传输线上每个点的电