《天線原理參數(shù)簡(jiǎn)介》PPT課件

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1、天線原理及參數(shù)介紹2010.8.7王曉陽(yáng)主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)什么是天線？把從導(dǎo)線上傳下來(lái)的電信號(hào)做為無(wú)線電波發(fā)射到空間…...收集無(wú)線電波并產(chǎn)生電信號(hào)天線基本概念傳輸線終端張角傳輸線對(duì)稱振子天線的定義：能夠有效地向空間某特定方向輻射電磁波或能夠有效地接收空間某特定方向來(lái)的電磁波的裝置。天線的功能：能量轉(zhuǎn)換－導(dǎo)行波和自由空間波的轉(zhuǎn)換；定向輻射（接收）－具有一定的方向性。天線的輻射原理：根據(jù)C（光速）=f（頻率）×λ（波長(zhǎng)）得出波長(zhǎng)與頻率成反比頻率越低，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，天線越大天線基本概念－半波振子1/4波長(zhǎng)1/4波長(zhǎng)1/2波長(zhǎng)半波振子波長(zhǎng)1/2波長(zhǎng)半波振子是天線的基

2、本輻射單元水平面波束寬度=360o垂直面波束寬度=78o天線基本概念－半波振子水平面H面垂直面E面立體圖方向圖像一個(gè)“汽車輪胎”將“輪胎”壓扁，信號(hào)就越集中，增益就越高，天線尺寸就越大。天線基本概念－增益、方向圖和天線尺寸之關(guān)系天線增益的幾個(gè)要點(diǎn)：天線是無(wú)源器件，不能產(chǎn)生能量。天線增益只是將能量有效集中向某特定方向輻射或接受電磁波的能力。天線的增益由振子疊加而產(chǎn)生。增益越高，天線長(zhǎng)度越長(zhǎng)。天線增益越高，方向性越好，能量越集中，波瓣越窄。天線基本概念－增益、方向圖和天線尺寸之關(guān)系天線輻射參數(shù)主瓣；副瓣；半功率波束寬度；前后比；交叉極化比；增益；上旁瓣抑制

3、；下零點(diǎn)填充；波束下傾角；半功率波束寬度(3dB波束寬度)3dB束寬是天線指標(biāo)中一個(gè)重要參數(shù)，由于在信號(hào)的主瓣中，3dB的寬度集中了主瓣中50%的能量，因此我們常用此參數(shù)來(lái)衡量定向天線．水平3dB束寬垂直3dB束寬前后比是指扇形天線的前向輻射功率和后向輻射功率之比天線輻射參數(shù)－前后比表明了天線對(duì)后瓣抑制的好壞。選用前后比低的天線，天線的后瓣有可能產(chǎn)生越區(qū)覆蓋，導(dǎo)致切換關(guān)系混亂，產(chǎn)生掉話。定向天線的前后比是指主瓣的最大輻射方向（規(guī)定為0°）的功率通量密度與相反方向附近（規(guī)定為180°±20°范圍內(nèi)）的最大功率通量密度之比值。F/B=10Lg{（前向功率密

4、度）/（后向功率密度）}后向功率前向功率垂直方式水平方式+45斜角-45斜角無(wú)線電波振動(dòng)的平面稱為它的極化面天線輻射參數(shù)－交叉極化比即一個(gè)單元中有兩個(gè)天線兩個(gè)天線中的波是相互獨(dú)立的V/H(垂直/水平)斜角(+/-45°)天線輻射參數(shù)－交叉極化比雙極化天線輻射參數(shù)－交叉極化比交叉極化比是雙極化天線特有的指標(biāo)。它是指主極化電平與交叉極化電平的比值。交叉極化比在最大輻射方向應(yīng)大于15dB，在±60o內(nèi)應(yīng)大于10dB，最低門檻也應(yīng)該大于7dB。天線增益是指：在輸入功率相等的條件下，實(shí)際天線與理想的輻射單元在空間同一點(diǎn)處所產(chǎn)生的信號(hào)的功率密度之比。對(duì)于一般天線，

5、可用下式估算其增益：G（dBi）=10Lg{32000/（2θ3dB,E×2θ3dB,H）}注：θ3dB,E與θ3dB,H分別為天線在兩個(gè)主平面上的半波束寬度；32000是統(tǒng)計(jì)出來(lái)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)天線輻射參數(shù)－增益dBd和dBi的區(qū)別一個(gè)單一對(duì)稱振子dipole具有面包圈形的方向圖輻射一個(gè)各向同性isotropic的輻射器在所有方向具有相同的輻射一個(gè)天線與對(duì)稱振子相比較的增益用“dBd”表示一個(gè)天線與各向同性輻射器相比較的增益用“dBi”表示例如:3dBd=5.17dBi2.17dB對(duì)稱振子的增益為2.17dB天線輻射參數(shù)－增益天線輻射參數(shù)－上旁瓣抑制，零點(diǎn)

6、補(bǔ)充，波束下傾。上旁瓣抑制解決臨頻干擾問(wèn)題。當(dāng)天線以一定下傾角使上旁瓣中的第一旁瓣為水平位置，如果此旁瓣沒(méi)有足夠的抑制，則會(huì)影響到其它信號(hào)的主瓣．下側(cè)零點(diǎn)填充解決塔下黑問(wèn)題。波束下傾是為了使主瓣能量更有效的集中在通話區(qū)域。天線電路參數(shù)電路參數(shù)電壓駐波比（VSWR）：為傳輸線上的電壓最大值與電壓最小值之比。輸入阻抗（Zin）：為電壓與電流之比。反射系數(shù)（Γ）：為反射波與入射波之比。電路參數(shù)計(jì)算公式：天線電路參數(shù)-隔離度隔離度：隔離度是某一極化接收到的另一極化信號(hào)的比例。該例子中，隔離度為：10log(1000mW/1mW)=30dB1000mW1mW無(wú)源

7、交調(diào)（PIM）：當(dāng)兩個(gè)頻率f1和f2輸入到天線，由于非線性效應(yīng)，天線輻射的信號(hào)除頻率f1和f2外，還包括有其他頻率，如2f1-f2和2f2-f1(3階)等。天線互調(diào)是指當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)發(fā)射頻率信號(hào)經(jīng)過(guò)天線時(shí)，由于天線的非線性而引起的與原信號(hào)頻率及倍頻有和差關(guān)系、并落在接收頻帶內(nèi)的射頻信號(hào)。這些信號(hào)電平足夠大時(shí)，就會(huì)造成系統(tǒng)性能下降。1.3天線電路參數(shù)－無(wú)源交調(diào)謝謝！