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    天線原理(效果,分類,增益,寬帶,特性等)

     

    原理天線 用於傳輸 無線電設備 或接收電磁元件的天線。 無線電通信,無線電,電視,雷達,導航,電子對策,遙感,射電天文學和其他工程系統都使用電磁波傳輸信息並依靠天線工作。 另外,就通過電磁波傳輸的能量而言,信號能量輻射不是必需的天線。 天線通常是可逆的,與兩個天線相同。 發射天線可以用作接收天線。 發射或接收與具有相同基本特性參數的天線相同。 這是天線互易定理。 \ n在網絡詞彙中,天線指的是某些測試,有些是相關的,有些人可以通過後門快捷方式,特別是指某些特殊的關係。
     
    大綱
    1,天線
    1.3 討論天線方向性
    1.3.1定向天線
    1.3.2天線方向性增強
    1.3.3天線增益
    1.3.4波束寬度
    1.3.5前後比
    1.3.6天線獲得一定的近似公式
    1.3.7上旁瓣抑制
    1.3.8天線下傾角
    :雙極化1.4.1天線
    1.4.2極化損耗
    1.4.3極化隔離
    1.5天線的輸入阻抗Zin
    1.6天線的工作頻率範圍(帶寬)
    1.7移動通信基站用天線,轉發器天線和室內天線
    1.7.1面板天線
    1.7.1a基站天線基本技術指標示例
    高增益板狀天線形成1.7.1b
    1.7.2高增益柵狀拋物面天線
    八木定向天線1.7.3
    1.7.4室內吸頂天線
    1.7.5室內壁掛天線
    2.波傳播的一些基本概念
    2.1自由空間通信距離方程
    2.2 VHF和微波傳輸線的視線
    2.2.1最終遙望
    2.3波傳播特性的飛機在地面上
    2.4多徑傳播的無線電波
    2.5衍射波的傳播
    3.1不同的傳輸線
    3.2傳輸線的特性阻抗
    3.3饋線衰減係數
    3.4匹配概念
    3.5回波損耗
    3.6 VSWR
    3.7平衡裝置
    3.7.1波長非平衡變壓器,半
    3.7.2四分之一波長平衡 - 非平衡設備
    4。 特徵
    5,天線係數

    天線
    1.1 定義:
     
    天線或 接收來自設備空間(信息)的電磁輻射。
    輻射或無線電設備接收無線電波。 它是無線電通信設備,雷達,電子戰設備和無線電導航設備的重要組成部分。 天線通常由金屬線(桿)製成,或者由金屬製成的金屬表面稱為金屬線天線,即眾所周知的天線。 一種用於發射無線電波的天線,所說的發射天線,它被發送到發射器的能量被轉換成交流電的電磁能空間。 一種用於接收無線電波的天線,所述接收天線將獲得的空間中的電磁能轉換為給定接收器的交流能。 通常單個天線可以用作發射天線,接收天線也可以用作天線雙工器,可以同時發送和接收共享。 但是有些天線只適合接收天線。
    描述天線的主要電氣參數的電氣特性:方向圖,增益係數,輸入阻抗和帶寬效率。 天線方向圖是球體相對於天線的中心,或者是電場強度尺寸圖形的空間分佈上的一個球體(半徑遠大於波長)。 通常包含最大輻射方向的兩個相互垂直的平面方向圖。 為了集中在輻射或接收電磁波的某些方向,所述天線定向天線,如圖1所示的方向,可以增加設備的有效距離,以提高抗噪能力。 使用天線方向圖的某些功能就可以完成,例如查找,導航和定向通信等任務。 有時,為了進一步改善天線的方向性,您可以根據某些規則將許多相同類型的天線佈置放在一起以形成天線陣列。 天線增益因子是:如果將天線替換為所需的非定向天線,則該天線在原始方向上具有最大場強,在相同距離下仍會產生相同場強的條件,無定向天線的輸入功率隨輸入與實際天線功率之比。 目前大型微波天線的增益係數高達約10。天線的幾何形狀和工作波長比越大,方向性越強,增益係數也越高。 輸入阻抗表示​​在天線阻抗的輸入端,通常包括電阻和電抗兩部分。 影響其接收到的值,發送器和饋線匹配。 效率為:天線輻射功率與其輸入功率之比。 天線的作用是完成能量轉換的有效性。 帶寬是指在工作頻率範圍內滿足要求的天線主要性能指標。 用於發送或接收電參數的無源天線是相同的,這就是天線的互易性。 軍用天線還具有輕巧,靈活,易於安裝,良好的隱藏無敵能力等特殊要求。

    天線:
    天線的形狀很多,根據用途,頻率,結構分類。 中長頻段通常使用T形,倒L形繖形天線; 常用的短波長是雙極,籠狀,菱形,對數週期,魚骨形天線; 常用的是FM引線天線段(八木天線),螺旋天線,角反射天線; 微波天線是常用的天線,例如喇叭天線,拋物面反射器天線等; 移動站通常將水平面用於非定向天線,例如鞭狀天線。 天線的形狀如圖2所示。有源設備被稱為帶有有源天線的天線,它可以增加增益並實現小型化,僅用於接收天線。 自適應天線是一種天線陣列和自適應處理器系統,它通過自適應輸出處理每個陣列元素,使輸出信號成為最小的最大有用信號輸出,以提高通信,雷達和其他設備的免疫力。 微帶天線在金屬地面的一側和另一側連接到介電基體金屬輻射元件,該金屬地面由形狀相同,尺寸小,重量輕的飛機表面組成,適用於快速飛機。

     
     
    分類:
    ①按工作性質可分為發射天線和接收天線。
    ②按用途可分為通訊天線,廣播天線,電視天線,雷達天線。
    ③按工作波長可分為長波天線,長波天線,AM天線,短波天線,FM天線,微波天線。
    ④按機的結構和工作原理可分為有線天線和天線天線等。 描述天線方向圖,方向性,增益,輸入阻抗,輻射效率,極化和頻率的特徵參數
    天線根據尺寸點可以分為兩種:
    天線
     

    一維和二維天線天線
    一維線狀天線由許多組件組成,例如電線或用於電話線,或者俱有某種巧妙的形狀,例如在使用舊的兔子耳朵之前在電視上使用電纜。 單極天線和兩級兩個基本的一維天線。
    尺寸多樣的天線,是片狀(方形金屬),陣列狀(一堆好組織切片的二維模型)以及喇叭形的碟形天線。
    天線根據應用可以分為:
    手持站天線,車載天線,基站天線三大類。
    用於個人用途的手持單元手持對講機天線有天線,普通的橡膠天線和鞭狀天線兩大類。
    最初設計的汽車天線安裝在汽車通信天線上,最常見的是最廣泛的吸盤天線。 車載天線結構還具有縮短的四分之一波,中央加法感,八分之八波長,雙半波長天線形式。
    基站天線在整個通信系統中具有非常關鍵的作用,特別是作為通信站的通信集線器。 常用的玻璃纖維基站天線有高增益天線,維多利亞陣列天線(八環陣列天線),定向天線。
     
     
     我們有各種天線c 在這裡)
     
    輻射:
    期間的過程中,電容器的電容的天線,天線的輻射輻射
    導線上有交流電流動,會發生電磁輻射,輻射能力以及導線的長度和形狀。 如圖a所示,如果兩根導線緊靠在一起,則導線之間的電場會束縛為兩束,因此輻射非常微弱。 打開兩根電線,如圖b,c所示,將電場擴散到周圍空間中,輻射。 必須注意的是,當導線長度L遠小於波長λ時,輻射很弱。 將導線長度L與波長進行比較,導線將大大增加電流,從而可以形成較強的輻射。


    1.2 偶極子天線
    偶極子是經典的,天線使用最廣泛,單個半波偶極子站點可以簡單地單獨使用或用作饋電拋物面天線,也可以由多個半波偶極子天線陣列組成。 等長振盪器的臂稱為偶極子。 每個臂長是四分之一波長,長度是振盪器的一半,即半波偶極子,如圖1.2a所示。 另外,有一個半波偶極子形,可以看作是將全波偶極子轉換成一個長而窄的矩形盒,而把這個長而窄的矩形的兩端堆疊的全波偶極子稱為等效振盪器,請注意,振盪器的長度等於波長的一半,所以稱為半波等效振盪器,如圖所示
    我們有各種天線 (點擊這裡)

    1.3.1定向天線
    發射天線的基本功能之一是將來自饋線的能量輻射到周圍空間,這兩者的基本功能是將大部分能量按所需方向輻射。 垂直放置的半波偶極子具有平面的“甜甜圈”形三維圖案(圖1.3.1a)。 雖然是三維立體圖,但很難繪製圖1.3.1b和圖1.3.1c示出了其兩個主要平面圖,該圖描繪了天線在指定平面方向上的方向。 圖1.3.1b可以看到換能器軸向零輻射,最大輻射方向在水平面;
     
    從圖中可以看出,在水平方向上與輻射一樣大的1.3.1c。

    1.3.2天線方向性增強
    幾組偶極子陣列,能夠控制輻射,產生“扁平的甜甜圈”,信號進一步集中在水平方向。
    下圖是4個半波偶極子排列在一個垂直向上和向下沿垂直四元的透視圖和拉伸方向的垂直方向上的數組。
    反射板也可以用來控制輻射的單邊方向,平面反射板在陣列的側面構成扇形區域覆蓋天線。 下圖顯示了水平方向的反射面的作用------反射面的單向反射功率並提高了增益。
    使用拋物面反射器,它可以使天線輻射,例如光學,探照燈,因為能量集中到一個小的立體角,從而獲得很高的增益。 不用說,拋物面天線的組成包括兩個基本元素:拋物面反射器和放置在輻射源上的拋物面焦點
    .
     
     
     
    1.3.3增益
    增益是指:在輸入功率相等的條件下,實際和理想天線輻射元件在同一點空間內產生的信號功率密度之比。 它是天線輻射水平濃度的輸入功率的定量描述。 增益天線方向圖顯然具有密切的關係,主瓣的方向越窄,旁瓣越小,增益越高。 可以理解為,如果理想點源作為無方向性發射天線,則從一定大小的信號上的某個點開始一定距離到100W輸入功率的增益------物理意義。增益為G = 13dB = 20的定向天線作為發射天線時,輸入功率僅為100/20 = 5W。 換句話說,天線在其最大輻射方向上的增益對輻射的影響,與非理想點源方向性相比,放大了輸入功率因數。
    半波偶極子與G = 2.15dBi的增益。
    四個半波偶極子的垂直排列,沿垂直方向,形成一個垂直陣列的四個元,並且其增益約為G = 8.15dBi(dBi的此對象在相對理想的均勻輻射的各向同性點源的單位表示)。
    如果半波偶極子作比較對象,DBD單位增益。
    增益為G = 0dBd的半波偶極子(因為按自己的比率,比率為1,取零的對數。)垂直四元陣列,其增益約為G = 8.15-2.15 = 6dBd
    .

    1.3.4波束寬度
    模式通常具有多個瓣,其中最大輻射強度瓣稱為主瓣,其餘的一個或多個旁瓣稱為旁瓣。 參見圖1.3.4a,在主瓣的最大輻射方向兩側,輻射強度減小3dB(半功率密度)的兩點之間的夾角定義為半功率波束寬度(也稱為波束寬度或主瓣的半寬度或功率角或-3dB波束寬度,半功率波束寬度,稱為HPBW)。 束寬越窄,指向性作用越遠越好,抗干擾能力越強。 還有一個波束寬度,即10dB波束寬度,表明這是輻射強度模式將兩點之間的角度減小10dB(低至功率密度的十分之一).

    1.3.5前後比
    在圖的方向上,最大前後襟翼之比稱為後向比,用F / B表示。比以前大,天線的後向輻射(或接收)較小。 背部比率F / B的計算很簡單------
    F / B = 10Lg {(前向功率密度)/(向後功率密度)}
    前部和後部的天線比F / B請求時,典型值為(18〜30)分貝,特殊情況下需要(35〜40)分貝。
    1.3.6天線獲得一定的近似公式
    1),天線主瓣的寬度越窄,增益越高。 對於普通天線,其增益可以通過以下公式估算:
    G(dBi的)= {10Lg 32000 /(2θ3dB,E×2θ3dB,H)}
    其中,兩個主平面天線的波束寬度分別為2θ3dB,E和2θ3dB,H;
    32000是統計數據的經驗。
    2)對於拋物面天線,可以近似計算增益
    G(dBi)= 10Lg {4.5×(D /λ0)2}
    其特徵在於,D為拋物面的直徑;
    λ0為中心波長;
    經驗統計數據4.5出。
    3)垂直全向天線,用近似公式
    G(dBi的)= {10Lg 2L /λ0}
    式中,L是天線的長度;
    λ0為中心波長;
    天線

    1.3.7上旁瓣抑制
    對於基站天線,經常需要其垂直圖(即仰角平面)的方向圖,第一旁瓣的頂部盡量弱些。 這被稱為上旁瓣抑制。 基站正在為地面上的手機用戶服務,指向天空的輻射毫無意義。

    1.3.8天線下傾角
    為了使主瓣指向地面,將天線需要適度的偏角。

    :雙極化1.4.1天線
    下圖顯示了其他兩種單極性情況:+45°極化和-45°極化,它們僅在特殊場合使用。 因此,總共四個單極,請參見下文。 垂直極化天線和水平極化天線將兩個極化一起,或者將+ 45°極化和-45°極化這兩個極化天線組合在一起,構成了新的天線---雙極化天線。
    下圖顯示了兩個單極天線安裝在一起,形成一對雙極化天線,注意有兩個雙極化天線連接器。
    雙極化天線(或接收)兩個空間相互正交(垂直極化波)。

    1.4.2極化損耗
    使用具有垂直極化特性的垂直極化波天線接收,使用具有水平極化特性的水平極化波天線接收。 使用右旋圓極化波天線接收右圓極化波特性,並使用左旋圓極化波特性LHCP
    天線接收。
    當接收天線的極化方向的入射波極化方向匹配時,接收到的信號將很小,即發生極化損耗。 例如:當+45°極化天線接收到垂直極化或水平極化時,或者,當垂直極化天線極化或-45°+45°極化波等情況下,會產生極化損耗。 圓極化天線可以接收線性極化平面波,或者線性極化天線既可以具有圓極化波,因此在這種情況下,也不可避免地失去極化可以接收入射波------能量的一半。
    當接收天線的極化方向與波的極化方向完全正交時,例如,接收天線水平極化為垂直極化波,或右旋圓極化接收天線LHCP入射波,則天線不能完全接收到波能量,在這種情況下極化損失最大,表示極化完全隔離。

    1.4.3極化隔離
    理想的極化沒有完全隔離。 將一個極化信號饋送到天線會在另一個極化天線中總出現一點點。 例如,所示的雙極化天線,設置的輸入垂直極化天線功率為10W,結果是在輸出功率的輸出處測得的水平極化天線 10mW。

    1.5天線的輸入阻抗Zin
    定義:天線輸入信號電壓與信號電流之比,稱為天線輸入阻抗。 Rin具有輸入阻抗和電抗分量Xin的電阻分量,即Zin = Rin + jXin。 天線的電抗分量將減少從饋線到提取器的信號功率的存在,從而使電抗分量為零,也就是說,盡可能使天線的輸入阻抗是純電阻性的。 實際上,即使是設計,調試非常好的天線,輸入阻抗也包括很小的總電抗值。
    輸入阻抗的天線結構,大小和工作波長,是半波偶極子天線最重要的基礎,輸入阻抗Zin = 73.1 + j42.5(歐洲)。 當長度縮短(3-5)%時,如果天線輸入阻抗的電抗成分完全為電阻,則可以消除長度,則Zin的輸入阻抗= 73.1(歐洲)(標稱值為75歐姆)。 請注意,嚴格來說,天線的純電阻輸入阻抗就頻率點而言是正確的。
    順便提及,半波振子的等效輸入阻抗的半波偶極子的四倍,即尋= 280(歐洲),(名義300歐姆)。
    有趣的是,對於任何天線,天線阻抗都是由人經常調試的,在所需的工作頻率範圍內,虛部的輸入阻抗實部很小,非常接近50 Ohms,因此天線的輸入阻抗Zin = Rin = 50 Ohms ------饋線的天線必須具有良好的阻抗匹配
    .

    1.6天線的工作頻率範圍(帶寬)
    發射機天線或接收天線,它們總是在一定頻率範圍內(帶寬)的工作中,天線的帶寬,也有兩種不同的定義------
    一種是指:SWR≤1.5VSWR的條件下,天線的工作頻帶寬度;
    其一是指:上下3 DB天線增益的帶寬內。
    具體地,在移動通信系統中,它通常是由前定義,帶寬的天線的駐波比SWR不超過1.5中,天線的工作頻率範圍。
    一般情況下,每個頻率點的工作頻帶寬度,在天線的性能是有區別的,但這種差異造成的性能下降是可以接受的。

    1.7移動通信基站用天線,轉發器天線和室內天線

    1.7.1面板天線
    無論是GSM還是CDMA,面板天線都是極為重要的基站天線中最常用的類別之一。 該天線的優點是:增益高,扇形圖好,閥後小,垂直方向圖壓低易於控制,密封性能可靠,使用壽命長。
    板狀天線也常常用作轉發器天線的用戶,根據風扇區的大小的作用的範圍,應選擇適當的天線模型。

    1.7.1a基站天線基本技術指標示例
    頻率範圍824,960MHz
    70MHz帶寬
    增益14〜17dBi
    極化方式垂直
    標稱阻抗50Ohm的
    駐波比≤1.4
    前後比> 25dB
    傾斜(可調)3〜8°
    半功率波束寬度水平60°〜120°垂直16°〜8°
    垂直平面旁瓣抑制<-12dB
    互調≤110dBm

    高增益板狀天線形成1.7.1b
    A.有多個半波偶極子排列在一個線性陣列垂直放置
    B.在一側上加一個反射器(反射板帶兩半波偶極子的垂直陣列,例如線性陣列)
    增益為G = 11〜14dBi
    C.為了提高增益平板天線,可進一步用於八個半波偶極子排陣
    如上所述,以垂直放置的增益線性陣列排列的四個半波偶極子約為8dBi; 側面加一塊反射板四元線性陣列,即常規的平板天線,增益約為14〜17dBi。
    加邊有一個反射器八元線性陣列,即細長的板狀天線,增益約為16〜19dBi。 不言而喻,傳統平板天線的細長板狀天線長度增加了一倍,達到2.4m左右。

    1.7.2高增益柵狀拋物面天線
    From划算的方式,它通常用作柵格拋物面天線中繼器的施主天線。 由於拋物面效果很好,所以拋物面集的無線電容量,直徑為1.5m的拋物面天線呈網格狀,在900兆字節的頻帶內,增益可以達到G = 20dBi。 它特別適用於點對點通信,例如通常用作轉發器供體天線。
    拋物型格子狀的結構中,首先,為了減輕重量的天線使用,第二個是,以減少風的阻力。
    拋物型天線,通常可以給定的比例不小於30dB,這是對自激和接收天線必須符合技術規範的中繼器系統之前和之後。

    八木定向天線1.7.3
    Y具有高增益,結構緊湊,易於安裝,價格便宜等優點的定向天線。因此,它特別適用於點對點通信,例如,在首選天線接收天線類型之外的室內分配系統。
    八木天線的細胞數越多,增益越高,:單元通常6 12定向八木天線,增益高達到10 15dBi。
    我們有一個非常有用的八木天線 點擊這裡.

    1.7.4室內吸頂天線
    室內吸頂天線必須具有結構緊湊,外形美觀,安裝方便。
    今天在市場上看到的室內吸頂天線,形狀多種顏色,但其內芯所佔份額幾乎相同。 這種天花天線的內部結構雖然尺寸很小,但是由於它是基於寬帶天線理論,使用計算機輔助設計以及使用網絡分析儀進行調試的,因此可以滿足甚寬頻帶VSWR的要求,按照國家標準,在寬帶天線工作指數為駐波比VSWR≤2。當然,要達到更好的VSWR≤1.5。 順便提及,室內天花板天線是低增益天線,通常為G = 2dBi。

    1.7.5室內壁掛天線
    室內壁掛天線,還必須有一個結構緊湊,外形美觀,安裝方便。
    如今在市場上看到的室內壁掛天線,形狀顏色很多,但其製成的內核所佔份額幾乎相同。 天線的內壁結構是空氣絕緣型微帶天線。 由於拓寬了輔助天線的帶寬結構,使用了計算機輔助設計,並使用了網絡分析儀進行調試,因此它們能夠更好地滿足寬帶的工作要求。 附帶地,室內壁天線具有大約G = 7dBi的一定增益。
    2波傳播的一些基本概念
    目前,GSM和CDMA移動通信使用的頻帶是:
    GSM:890 960MHz 1710 1880MHz
    CDMA:806 896MHz
    806 960MHz頻率範圍的FM範圍1710的〜1880MHz頻率範圍是微波範圍。
    不同的頻率,或不同的波長的波,它的傳播特性是不相同的,甚至是非常不同的。
    2.1自由空間通信距離方程
    讓發射功率PT,發射天線增益GT,工作頻率f。 接收功率PR,接收天線增益GR,發送和接收天線距離為R,則無線電環境在沒有乾擾的情況下,在路徑L0上的無線電波傳播損耗具有以下表達式:
    L0度(dB)= 10Lg(PT / PR)
    = 32.45 + 20 LGF(兆赫)+:LGR 20(公里)GT(DB)-GR(分貝)
    [例]設:PT = 10W = 40dBmw GR = GT = 7(DBI),F = 1910MHz
    問:R = 500m時間,PR =?
    答:(1)L0(分貝)的計算方法
    (分貝)L0“= 32.45 + 20 Lg1910(兆赫)+ 20 Lg0.5(公里)GR(分貝),GT(分貝)
    = 32.45 + 65.62 6 7 7 = 78.07(分貝)
    (2)PR計算
    PR = PT /(107.807)= 10(W)/(107.807)= 1(μW)/(100.807)
    = 1(微瓦)/ 6.412 = 0.156(微瓦)= 156(微瓦)
    順便說一句,1.9GHz無線電滲透層磚,約損失(10〜15)分貝

    2.2 VHF和微波傳輸線的視線

    2.2.1最終遙望
    FM特殊的微波,頻率高,波長短,其地波衰減很快,因此不依賴於地波在長距離上的傳播。 FM特別是微波,主要是通過空間波傳播的。 簡而言之,在沿直線傳播的波的空間方向上的空間波範圍。 顯然,由於地球空間波傳播的曲率,存在一個距離Rmax的極限凝視。 查看距該區域最遠的距離,傳統上稱為照明區; 極端距離Rmax會在該區域之外,然後稱為陰影區域。 不用多說,使用超短波,微波通信,發射天線接收點應在光學範圍Rmax的範圍內。 根據地球的曲率半徑,從視線極限Rmax到發射天線和接收天線的高度HT,HR之間的關係:Rmax = 3.57 {√HT(m)+√HR(m)}(km)
    考慮到大氣折射對無線電的作用,應該加以修訂,以限制遙望
    Rmax = 4.12 {√HT(m)+√HR(m)}(km)

    天線
    由於電磁波的頻率遠低於光波的頻率,電波傳播的有效直視距離Rmax的重新看周圍的限制70%,也就是說,RE = 0.7Rmax。
    例如,HT和HR分別49m 1.7m,RE = 24km的有效光範圍。

    2.3波傳播特性的飛機在地面上
    由發射天線無線電接收點直接照射的稱為直接波; 發射天線發射的指向地面的無線電波,由地面反射波到達接收點稱為反射波。 顯然,接收信號點應該是直接波和反射波的合成。 合成波不是像1 +1 = 2那樣簡單的代數和,結果與合成直接波和反射波之間的波徑差不同。 波徑差是半個波長的奇數倍,即直接波和反射波信號的總和; 波路徑差是波長的倍數,直接波與反射波信號相減,合成最小。 可見,地面反射的存在,使信號強度的空間分佈變得相當複雜。
    實際測量點:一定距離的Ri,信號強度隨著距離或天線高度的增加而波動; Ri在一定距離處,該距離隨天線或天線的減小程度而增加,信號強度將是。 單調減少。 理論計算得出Ri與天線高度HT,HR的關係:
    日=(4HTHR)/升,l是波長。
    不言而喻,RI必須小於極限直視距離Rmax的。

    2.4多徑傳播的無線電波
    在FM中,微波波段,無線電在傳播過程中會遇到障礙物(例如建築物,高樓或山丘等)在無線電上產生反射。 因此,有很多到達接收天線的反射波(廣義上也應包括地面反射波),這種現象稱為多徑傳播。
    由於多徑傳輸,使得信號場強的空間分佈變得相當複雜,易變,某些地方信號強度增強,一些局部信號強度減弱; 同樣由於多徑傳輸的影響,也使波的極化方向發生變化。 另外,無線電波反射的不同障礙物具有不同的容量。 例如:FM上的鋼筋混凝土建築,微波反射率比磚牆強。 我們應該設法克服多徑傳播效應的負面影響,這是在通信中需要高質量的通信網絡時,人們經常使用空間分集或極化分集技術的原因。

    2.5衍射波的傳播
    遇到較大障礙物的傳播,這些波將在前方障礙物周圍傳播,這種現象稱為衍射波。 FM,微波的高頻波長長,衍射力弱,在一棟高大建築物後面的信號強度很小,形成所謂的“陰影”。 信號質量的程度受到影響,不僅關係到建築物的高度和高度,而且接收天線與建築物之間的距離也與頻率有關。 例如,有一棟高度為10米的建築物,該建築物在200米的距離後面,接收信號的質量幾乎不受影響,但是在100米內,接收信號的場強比沒有建築物的接收場強明顯降低。 請注意,如上所述,對於216至223 MHz的RF信號,衰減程度也隨信號頻率而變,與沒有建築物的情況相比,接收信號的場強要低16dB,對於670 MHz的RF信號而言,接收信號的場強比建築物低比率20dB。 如果建築物高度達到50米,那麼在距離建築物不到1000米的地方,接收信號的場強將受到影響和減弱。 也就是說,頻率越高,建築物越高,建築物附近的接收天線越多,信號強度和通信質量的影響程度就越大; 反之,頻率越低,建築物越低,建築物接收天線越遠,影響就越小。
    因此,選擇基站站點和架設天線時,一定要考慮到繞射傳播可能產生的不利影響,注意到的衍射傳播的各種因素的影響。
    三條輸電線路的幾個基本概念
    連接天線和發射機輸出(或接收機輸入)電纜,稱為傳輸線或饋線。 傳輸線的主要任務是有效地傳輸信號能量,因此,它應該能夠以最小的損耗將發射機信號功率發送到發射天線的輸入端,或者以最小的損耗將天線接收到的信號發射到接收機輸入端本身不應該接收雜散的干擾信號,因此,必須屏蔽傳輸線。
    順便說一下,當傳輸線的物理長度等於或大於所傳輸的信號的波長時,傳輸線也被稱為長。

    3.1不同的傳輸線
    FM傳輸線段一般有兩種:平行線傳輸線和同軸傳輸線; 微波頻帶傳輸線是同軸電纜傳輸線,波導和微帶線。 由兩條平行線組成的平行線傳輸線是對稱的或平衡的傳輸線,這種饋線損耗不能用於UHF頻段。 同軸傳輸線的兩根導線分別是屏蔽芯線和銅網,因為銅網接地,兩根導體和地線不對稱,所以稱為不對稱或不平衡傳輸線。 同軸電纜的工作頻率範圍小,損耗低,再加上一定的靜電屏蔽效果,但磁場的干擾卻無能為力。 避免在平行於線路的強電流下使用,線路不能靠近低頻信號。

    3.2傳輸線的特性阻抗
    無限長的傳輸線周圍的電壓和電流之比定義為傳輸線特性阻抗,Z0表示a。 同軸電纜的特徵阻抗計算為
    Z. = [60 /√εr]×對數(D / d)[歐元]。
    其特徵在於,D為同軸電纜外導體銅網;電纜線直徑的內直徑;
    εr是導體介電常數之間的相對介電常數。
    通常Z0 = 50歐姆,Z0 = 75歐姆。
    從上式可以明顯看出,饋線導體的特性阻抗僅取決於直徑D和d,導體之間的介電常數εr,與饋線長度,頻率和饋線端子無關,與所連接的負載阻抗無關。

    3.3饋線衰減係數
    饋線在信號傳輸中,除了導體中的電阻損耗外,還有絕緣材料的介電損耗。 線長的損耗都會增加,工作頻率也會增加。 因此,應嘗試縮短合理分佈的饋線長度。
    單位長度的損耗大小所產生的衰減係數β以dB / m的單位表示(dB / m),電纜技術上的大多數指令以dB / 100m的單位為單位(db /一百米)。
    讓電源輸入饋線P1,送紙器的輸出功率是P2從L(米)的長度,傳輸損耗TL可表示為:
    TL = 10×Lg(P1 / P2)(分貝)
    衰減係數
    β= TL / L(分貝/米)
    例如,NOKIA7 / 8
    英吋 低電纜,900MHz衰減係數β= 4.1dB / 100m,可以寫成β= 3dB / 73m,即信號功率為900MHz,每條電纜通過此長度73m時,功率要小於一半。
    普通的非低端電纜,例如SYV-9-50-1,900MHz衰減係數β= 20.1dB / 100m,可以寫成β= 3dB / 15m,即信號功率為900MHz,每次該電纜長15m,功率將減半!

    3.4匹配概念
    比賽是什麼? 簡而言之,連接到負載阻抗ZL的饋線端子等於饋線的特性阻抗Z0,該饋線端子稱為匹配連接。 匹配時,只有傳輸到饋線終端的負載入射,並且沒有負載通過終端產生反射波,因此,將天線負載作為終端,以確保天線匹配獲得所有信號功率。 如下所示,同一天使用50歐姆電纜的50歐姆的線路阻抗匹配,以及當使用80歐姆電纜的50歐姆的線路阻抗匹配的當天。
    如果天線元件的直徑較大,則天線輸入阻抗與頻率的關係很小,易於與饋線保持匹配,則天線在很寬的工作頻率範圍內。 相反,它更窄。
    實際上,天線的輸入阻抗會受到周圍物體的影響。 為了與天線饋線良好匹配,在安裝天線時還需要通過測量,適當調整天線的局部結構或增加匹配裝置。

    3.5回波損耗
    如上所述,當饋線和天線匹配時,饋線沒有反射波,只有入射波,它被傳輸到饋線行波天線。 此時,饋線電壓幅度在整個電流幅度中是相等的,饋線在任何點的阻抗都等於其特性阻抗。
    而且天線和饋線不匹配,天線阻抗不等於饋線的特性阻抗,饋線負載只能吸收傳輸部分的高頻能量,而不能吸收部分傳輸的高頻能量。沒有吸收的能量將被反射回形成反射波。
    例如,在圖中,因為天線和饋線的阻抗不同,一個75歐姆的,50的歐姆阻抗不匹配,結果是

    3.6 VSWR
    萬一失配,饋線會同時入射和反射波。 入射波與反射波相位相同的地方,最大電壓幅度的電壓幅度之和為Vmax,形成波腹; 相對於本地電壓幅度相反相位的入射波和反射波減小到最小電壓幅度Vmin,形成結點。 每個點的其他振幅值在波腹和波腹之間。 這種合成波稱為連續站立。
    被稱為反射波電壓和比入射電壓振幅反射係數,由R表示
    反射波的振幅(ZL-Z0)
    R =──────────
    入射波幅度(ZL + Z0)
    振幅波腹電壓節點的電壓駐波比的比率,也被稱為電壓駐波比,表示為電壓駐波比
    電壓幅度腹VMAX(1 + R)
    VSWR =──────────=───
    匯聚節點電壓Vmin(1-R)的程度
    終端負載阻抗ZL和的特性阻抗Z0的接近時,反射係數R是較小的,電壓駐波比(VSWR)更接近到1,更好的匹配。

    3.7平衡裝置
    可分為兩種類型的源或負載或傳輸線,根據它們之間的關係在地上,平衡和非平衡。
    如果信號源與兩端之間的接地電壓極性相等,則稱為平衡信號源,否則稱為不平衡信號源; 如果接地兩端之間的負載電壓相等且極性相反,則稱為負載平衡,否則稱為不平衡負載; 如果傳輸線的兩個導體之間的阻抗與地線相同,則稱為平衡傳輸線,否則稱為不平衡傳輸線。
    在不平衡負載時,應在信號源與同軸電纜之間使用不平衡,在信號源與負載之間使用平衡,應使用負載平衡連接平行的導線傳輸線,以有效地傳輸信號功率,否則不平衡或天平將被破壞,無法正常工作。 如果要平衡負載和不平衡傳輸線的連接,通常的方法是在穀物之間安裝“平衡-不平衡”轉換裝置,通常稱為巴倫。

    3.7.1波長非平衡變壓器,半
    所以 稱為“ U”形管巴倫,它用於平衡負載不平衡饋線同軸電纜與半波偶極子之間的連接。 “ U”形管有一個1:4的巴倫阻抗轉換效果。 使用同軸電纜的移動通信系統的特性阻抗在歐洲通常為50歐,因此在YAGI天線中,使用等效於半波偶極子的阻抗將其調整到200歐左右,以實現最終和主饋線阻抗為50歐姆的同軸電纜。

    3.7.2四分之一波長平衡-不平衡d驅逐e
    使用四分之一波長傳輸線的終端電路開放性的高頻天線實現平衡輸入端口和輸出端口不平衡的同軸饋線之間的平衡 - 不平衡轉換。
     
    4.Feature
    A)極化:天線發射的電磁波可用於垂直極化或水平極化。 當乾擾天線(或發射天線)和敏感設備天線(或接收天線)的極化特性相同時,輻射敏感設備在輸入處產生的感應電壓最強。
    2)方向性:空間在各個方向上朝向干擾源輻射的電磁干擾或敏感設備從各個方向接收的電磁干擾能力是不同的。 描述所述定向特性的輻射或接收參數。
    3)極坐標圖:天線最重要的特徵是其輻射圖或極坐標圖。 天線的極坐標圖是從不同角度方向輻射的功率或場強圖形成的
    4)天線增益:天線方向性天線的功率增益G表示。 G在任一方向上的天線損耗,天線的輻射功率略小於輸入功率
    5)互易性:接收天線的極坐標圖類似於發射天線的極坐標圖。 因此,發射天線和接收天線沒有根本的區別,但有時不是相互的。
    6)合規性:遵守天線頻率,在其設計頻段內可以有效地工作,在此頻率外效率低下。 天線接收的電磁波的頻率的不同形狀和結構是不同的。
    天線廣泛用於無線電業務。 電磁兼容性,該天線主要用作電磁輻射傳感器的測量,將電磁場轉換為交流電壓。 然後用電磁場強度值
    ​​獲得的天線係數。 因此,在天線的EMC測量中,要求天線係數更高的精度,良好的穩定性參數,但天線的頻帶較寬。

    5天線係數
    是測得的場強值 ​​天線與接收器天線輸出端口電壓之比。 電磁兼容性及其表達式為:AF = E / V
    數表示:DBAF = DBE-DBV
    AF(dB / m)= E(dBμv/ m)-V(dBμv)
    E(dBμv/ m)= V(dBμv)AF(dB / m)
    其中:E-天線場強,以dBμv/ m為單位
    V-天線端口的電壓,單位為dBμv
    AF天線係數,單位為dB / m
    天線出廠時應定期進行天線係數AF的校準。 手冊中給出的天線天線係數,通常是在遠場,非反射和50歐姆負載下測得的。
     

     

     

     

     

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