天线增益越高.ppt

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1、内容提要一、天线的基本原理二、常用天线介绍三、特型天线介绍一、天线的基本原理把从传输线上传下来的电信号做为无线电波发射到空间…...收集无线电波并产生电信号1、什么是天线?2、天线的作用将传输线中的高频电磁能转成为自由空间的电磁波，或反之将自由空间中的电磁波转化为传输线中的高频电磁能。因此，要了解天线的特性就必然需要了解自由空间中的电磁波及高频传输线的一些相关的知识。3、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的，通常，工作在中心频率时天线所能输送的功率最大，偏离中心频率时它所输送的功率

2、都将减小，据此可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频带宽度；一种是指在规定的驻波比下天线的工作频带宽度。在移动通信系统中是按后一种定义的，具体的说，就是当天线的输入驻波比≤1.5时，天线的工作带宽。在820MHz1/2波长为~180mm,在890MHz为~170mm175mm对~850MHz将是最佳的该天线的频带宽度=890-820=70MHz当天线的工作波长不是最佳时天线性能要下降在850MHz1/2波长振子最佳在890MHz天线振子在820MHz在天线工作频带内,天线性能下降不多,仍然是可以接

3、受的。无线电波在空间传播时，其电场方向是按一定的规律而变化的，这种现象称为无线电波的极化。无线电波的电场方向称为电波的极化方向。如果电波的电场方向垂直于地面，我们就称它为垂直极化波。如果电波的电场方向与地面平行，则称它为水平极化波。无线电波的极化垂直极化水平极化+45度倾斜的极化天线辐射的电磁场的电场方向就是天线的极化方向-45度倾斜的极化4、天线的极化两个天线为一个整体V/H(垂直/水平)倾斜(+/-45°)传输两个独立的波双极化天线天线的方向性是指天线向一定方向辐射电磁波的能力。对于接收天线而言，方向性表示天线对不同方向传来的

4、电波所具有的接收能力。天线的方向性的特性曲线通常用方向图来表示.方向图可用来说明天线在空间各个方向上所具有的发射或接收电磁波的能力。天线辐射的方向性天线的主要技术指标天线匹配指标驻波比≤1.4隔离度≥30dB天线辐射特性指标增益15dBi,17dBi,18dBi主瓣波束宽度65度,90度第一副瓣抑制-18dB/-22dB前后比≥30dB交叉极化比轴向20±3015与国际接轨的天性辐射特性波束效率3dB>70%10dB>96.5%杂散因子3dB<30%10dB<3.5%顶视侧视5、方向图在地平面上，为了把信号集中到所需要的地方，要求

5、把“面包圈”压成扁平的一个单一的对称振子具有“面包圈”形的方向图在这儿增益=10log(4mW/1mW)=6dBd一个对称台振子假设在接收机中有1mW功率在阵中有4个对称振子在接收机中就有4mW功率更加集中的信号对称振子组阵能够控制辐射，能构成“扁平的面包圈”在我们的“扇形覆盖天线”中，反射面把功率聚焦到一个方向进一步提高了增益。这里,“扇形覆盖天线”与单个对称振子相比的增益为10log(8mW/4mW)=3dB“扇形覆盖天线”将在接收机中有8mW功率“全向阵”例如在接收机中为4mW功率(顶视)天线形成定向辐射的原理反射面放在阵列

6、的一边构成扇形覆盖天线实测三维方向图yxzφθrO观察点前后6、前后比方向图中，前后瓣最大电平之比称为前后比。它大，天线定向接收性能就好。基本半波振子天线的前后比为１，所以对来自振子前后的相同信号电波具有相同的接收能力。前向功率后向功率以dB表示的前后比=10log典型值为25dB左右目的是有一个尽可能小的反向功率(前向功率)(反向功率)7、波束宽度方位即水平面方向图120°(eg)峰值-10dB点-10dB点10dB波束宽度60°(eg)峰值-3dB点-3dB点3dB波束宽度15°(eg)PeakPeak-3dBPeak-3dB

7、32°(eg)PeakPeak-10dBPeak-10dB俯仰面即垂直面方向图在方向图中通常都有两个瓣或多个瓣，其中最大的瓣称为主瓣，其余的瓣称为副瓣。主瓣两半功率点间的夹角定义为天线方向图的波瓣宽度。称为半功率（角）瓣宽。主瓣瓣宽越窄，则方向性越好，抗干扰能力越强。方向图旁瓣显示上旁瓣抑制下旁瓣抑制(1)水平方向图的波束宽度与覆盖区域面积有关8、方向图在移动组网中的应用（2）垂直方向图的波束宽度决定区域内功率的分布增益是指在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的场强的平方之比，即功率之比。增益一般与

8、天线方向图有关，方向图主瓣越窄，后瓣、副瓣越小，增益越高。七.天线的增益9、增益的定义例：在单射线模条件下，路损变化对覆盖距离的关系，可算出：增益（dB）覆盖距离（d1/d2）11.1221.2631.4141.5851.7862全向天线增益与垂直