天線和無(wú)源模塊培訓(xùn)資料

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1、天線和無(wú)源模塊介紹內(nèi)容一.天線原理及應(yīng)用二.濾波器產(chǎn)品三.POI簡(jiǎn)介四.功分器與耦合器一.天線原理及應(yīng)用天線輻射機(jī)理天線種類主要技術(shù)指標(biāo)基站天線直放站天線1.天線輻射機(jī)理天線：無(wú)線電設(shè)備中用來(lái)向空間輻射或從空間接收電磁波的裝置。輻射：任何物體上有交變電流流動(dòng)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生電磁波向空間的輻射，且輻射形狀取決于電流分布形式。一般地，當(dāng)物體尺寸遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)?時(shí)輻射很微弱，當(dāng)物體尺寸可與?相比擬時(shí)輻射能量較強(qiáng)。方向性函數(shù)：天線在空間各個(gè)方向上的輻射不可能是均勻的，輻射強(qiáng)度隨空間方向的變化由天線的方向性函數(shù)D(?,?)表示。定義為：?jiǎn)挝涣Ⅲw角的輻射功率D(?,?)＝單位立體角的平均輻射功率天線輻射

2、通用計(jì)算式輻射場(chǎng)的計(jì)算公式若已知體積為V的物體表面電流分布函數(shù)表達(dá)式是矢量J(r′)，則該物體輻射到空間的電磁波E(r)由下式計(jì)算：E(r)＝???vJ(r′)·G(r-r′)dv其中，r′和r分別代表源點(diǎn)和場(chǎng)點(diǎn)矢量位置坐標(biāo)G(r-r′)為已知的并矢Green函數(shù)2.天線種類天線的分類按用途分類：通信天線、電視天線、雷達(dá)天線、導(dǎo)航天線等。按工作頻段分類：中波天線、短波天線、超短波天線、微波天線等。按輻射特性分類：全向天線、定向天線、行波天線、表面波天線等。按外形分類：線狀天線、拋物面天線、螺旋天線、平板天線等。3.天線主要技術(shù)指標(biāo)方向圖波束寬度增益旁瓣電平極化形式電壓駐波比（VSW

3、R）輸入阻抗前后比（F/B）方向圖距天線某一固定距離上（一般指遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)），天線輻射電磁場(chǎng)隨角度坐標(biāo)在空間分布的圖形。遠(yuǎn)場(chǎng)條件：L>2D2/?（例如，若測(cè)試口徑為?1m、f0＝1GHz拋物面天線的方向圖，因?yàn)?＝c/f0=0.3m，所以測(cè)試方向圖時(shí)天線與發(fā)射源間的距離L>2D2/?=2?12/0.3=6.7m）常用的方向圖術(shù)語(yǔ)：場(chǎng)強(qiáng)方向圖：用輻射的電場(chǎng)強(qiáng)度表示的方向圖功率方向圖：用輻射的功率表示的方向圖歸一化方向圖：用最大值除以其余各項(xiàng)得到的方向圖E面方向圖：與電場(chǎng)平行平面內(nèi)的圖形H面方向圖：與電場(chǎng)垂直平面內(nèi)的圖形（E平面和H平面稱為方向圖的主平面）輻射方向圖表達(dá)直角坐標(biāo)極坐標(biāo)三維方向

4、圖方向圖描述示例直角坐標(biāo)方向圖極坐標(biāo)方向圖三維方向圖波束寬度方向圖通常都有兩個(gè)或多個(gè)瓣，其中輻射強(qiáng)度最大的瓣稱為主瓣。波束寬度－在主瓣最大輻射方向兩側(cè)，輻射強(qiáng)度降低3dB（功率密度降低一半）的兩點(diǎn)間的夾角定義為波束寬度（又稱波瓣寬度、主瓣寬度、半功率角或3dB寬度）。波束寬度越窄，方向性越好，作用距離越遠(yuǎn)，抗干擾能力越強(qiáng)。通常用?3dB或?0.5表示10dB波瓣寬度－顧名思義，它是方向圖中輻射強(qiáng)度降低10dB（功率密度降至十分之一）的兩個(gè)點(diǎn)間的夾角。?0.5極坐標(biāo)方向圖直角坐標(biāo)方向圖?10dB?0.5波束寬度示意圖增益天線最大輻射強(qiáng)度與平均輻射強(qiáng)度之比。代表了天線輻射能量集中的程度

5、。增益G＝物理含義：為在一定的距離上的某點(diǎn)處產(chǎn)生一定大小的信號(hào)，如果用理想的無(wú)方向性點(diǎn)源作為發(fā)射天線，需要100W的輸入功率，而用增益為G=13dB=20的某定向天線作為發(fā)射天線時(shí)，輸入功率只需100/20=5W。換言之，某天線的增益，就其最大輻射方向上的輻射效果來(lái)說(shuō)，與無(wú)方向性的理想點(diǎn)源相比，把輸入功率放大的倍數(shù)。4??最大輻射功率輻射總功率?天線效率?增益一般地，增益單位以dB表示，計(jì)算式為10log(G)。半波對(duì)稱振子的增益為G=2.15dBi。dBi這個(gè)單位表示比較對(duì)象是各向均勻輻射的理想點(diǎn)源。如果以半波對(duì)稱振子作比較對(duì)象，則增益的單位是dBd。因此，半波對(duì)稱振子的增益為G

6、=0dBd（因?yàn)槭亲约焊约罕?，比值?，取對(duì)數(shù)得零值）。若4個(gè)半波對(duì)稱振子沿垂線上下排列，構(gòu)成一個(gè)垂直四元陣的增益G=8.15dBi，則換算成dBd單位后的增益為G=8.15–2.15=6dBd。天線增益估算公式天線增益的若干近似計(jì)算式天線主瓣寬度越窄，增益越高。對(duì)于一般天線，可用下式估算其增益：G(dBi)=10log{32000/(2?3dB,E×2?3dB,H)}式中，2?3dB,E與2?3dB,H分別為天線在兩個(gè)主平面上的波束寬度；32000是統(tǒng)計(jì)出來(lái)的經(jīng)驗(yàn)值。對(duì)于拋物面天線，可用下式近似計(jì)算其增益：G(dBi)=10log{4.5×(D/λ0)2}式中，D為拋物面直徑，

7、λ0為中心工作波長(zhǎng)，4.5是統(tǒng)計(jì)出來(lái)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。對(duì)于直立全向天線，有近似計(jì)算式G(dBi)=10log{2L/λ0}式中，L為天線長(zhǎng)度，λ0為中心工作波長(zhǎng)。旁瓣電平方向圖通常都有兩個(gè)或多個(gè)瓣，其中輻射強(qiáng)度最大的瓣稱為主瓣，其余的瓣稱為副瓣或旁瓣。旁瓣峰值與主瓣峰值之比稱為旁瓣電平，一般用分貝（dB）表示。主瓣旁瓣-13dB極化方向極化方向指的是在垂直于電磁波傳播方向的平面上，電場(chǎng)矢量端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡。示意圖如下：電場(chǎng)矢量運(yùn)行軌跡可分為線/圓/橢圓三種形式，分別對(duì)應(yīng)于線極