天线系统及配件介绍
发射: 10W 50 Ω 反射: 0.5W 80Ω 9.5 W
一般工程上的驻波为1.1,1.2,1.5。 1.1是比较理想的。超过1.5要用驻波比检查。
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天线的工作频率
天线的工作频率范围(频带宽度) 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(频带宽度)内工 作的,天线的频带宽度有两种不同的定义-----一种是指:在驻波比SWR ≤ 1.5 条件下,天线的工作频带宽度; 一种是指:天线增益下降 3 分贝范围内的频带宽度。 在移动通信系统中,通常是按前一种定义的,具体的说,天线的频带宽度就 是天线的驻波比SWR 不超过 1.5 时,天线的工作频率范围。 一般说来,在工作频带宽度内的各个频率点上, 天线性能是有差异的,但这种 差异造成的性能下降是可以接受的。
考虑到不同馈线规格的传输特性,一般情况室内分布系统干线连接或较长距离传 输使用7/8馈线,支线或近距离传输使用1/2馈线。
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馈线接头——分类
常用的主要有 MMCX 、SMA 、N型三种。 每种类型的接头中心为针的俗称“公头”(缩写“J”),中心为孔的俗称 “母头” (缩写“K” )。
外置网卡的MMCX接头 (母头)
外置网卡天线上的MMCX接头 (公头)
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馈线接头—— SMA接头
即:系列小型射频同轴连接器(SUB MINIATURE RF COAXIAL CONNECTORS) SMA 系列产品是一种应用广泛的小型螺纹连接的同轴连接器,具有尺寸小,成本低、 频带宽、性能优、高可靠、寿命长等特点。适用于微波设备和数字通信系统的射频 回路中连接射频电缆或微带线; WLAN系统中室内型AP射频口和AP自带天线一般都用这种接口。 SMA接头分正极性(公头)和反极性(母头)两类,两者配合使用。
N-J转SMA-K射频连接馈缆 这种连接馈线两端分别为N型公头和SMA母头。 用于连接带SMA公头的室内型AP和带N型母头的 天线。
图a 立体方向图
图b 垂直面方向图
图c 水平面方向图
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天线方向性增强
若干个对称振子组阵,能够控制辐射,产生“扁平的面包圈”,把信号进一步集 中到在水平面方向上。 下图是4个半波对称振子沿垂线上下排列成一个垂直四元阵时的立体方向图和垂直 面方向图。
立体方向图
垂直面方向图
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天线的输入阻抗
天线输入端信号电压与信号电流之比,称为天线的输入阻抗。 输入阻抗具有电阻分量 Rin 和电抗分量 Xin ,即 Zin = Rin + j Xin 。电抗分量的 存在会减少天线从馈线对信号功率的提取,因此,必须使电抗分量尽可能为零, 也就是应尽可能使天线的输入阻抗为纯电阻。事实上,即使是设计、调试得很好 的天线,其输入阻抗中总还含有一个小的电抗分量值。 对于任一天线,人们总可通过天线阻抗调试,在要求的工作频率范围内,使输入 阻抗的虚部很小且实部相当接近 50 欧,从而使得天线的输入阻抗为Zin = Rin = 50 欧------这是天线能与馈线处于良好的阻抗匹配所必须的。
N型母头 (外螺纹配插孔)
双阴N型 转接头
室外AP的N型 接头(母头)
N型公头 (内螺纹配插针)
双阳N型 转接头
室外定向天线的 N型接头(母头)
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馈线连接线
双N-J射频连接馈缆 这种连接馈缆选用低损耗的较粗硬质黑色电缆,馈线 两头均为N型公头。 用于带N型母头的室内合路型AP或室外型AP与天线 的连接。
水平极化
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双极化天线
下图示出了两个单极化天线安装在一起组成一付双极化天线. 双极化天线辐射(或接收)两个极化在空间相互正交(垂直)的波。 双极化天线有两个接头。
V/H(垂直/水平)型 双 极 化
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极化损失
垂直极化波要用具有垂直极化特性的天线来接收; 水平极化波要用具有水平极化特性的天线来接收。 当来波的极化方向与接收天线的极化方向不一致时,接收到的信号都会变小,也 就是说,发生极化损失。只能接收到来波的一半能量。 当接收天线的极化方向与来波的极化方向完全正交时,例如用水平极化的接收天 线接收垂直极化的来波,这种情况下极化损失为最大,称极化完全隔离。
天线系统及配件介绍
北京傲天动联 技术服务部
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天线系统介绍 相关配件介绍
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天线的作用
AP 100mW 天线 天线
Client
馈线
馈线
能够有效地向空间某特定方向辐射电磁波或能够有效地接收空间某特定方向来的 电磁波的装置。 天线是发射和接收电磁波的重要的无线电设备,没有天线也就没有无线电通信。
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馈线的损耗
不同规格的馈线有不同的传输特性,下表为WLAN系统中几种常用馈线在不同工 作频段下的百米损耗,单位dB 900MHz 1/2 超柔馈线 1/2" 馈线 7/8" 馈线 11.47 7.70 4.08 1800MHz 17.02 11.23 6.08 2400MHz 20.15 13.17 7.20
图a
图b
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对称振子
对称振子是一种经典的、迄今为止使用最广泛的天线 单个半波对称振子可简单地单独立地使用或用作为抛物面天线的馈源,也可采用 多个半波对称振子组成天线阵。 两臂长度相等的振子叫做对称振子。每臂长度为四分之一波长、全长为二分之一 波长的振子,称半波对称振子, 见下图。 根据C(光速)=f(频率)×λ(波长) 得出波长与频率成反比 频率越低,波长越长,天线越大
室内AP反极性SMA接头(公)
SMA公头 SMA母头 (外螺纹配插针) (内螺纹配插孔)
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馈线接头—— N型接头
N型接头是一种螺纹连接的中功率射频连接器。 具有可靠性高,抗振性强、机械和电气性能优良、防水等特点,尺寸较大,广泛用 于振动和环境恶劣条件下的无线电设备和仪器及地面发射系统连接射频同轴电缆。 室内合路型AP、室外型AP、天线一般使用这种接口。 N型接头分为公头和母头,两者配合使用。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
电磁波的辐射
导线上有交变电流流动时,就可以发生电磁波的辐射,辐射的能力与导线的长度和 形状有关。 如图a所示若两导线的距离很近,电场被束缚在两导线之间,因而辐射很微弱; 如图b所示,将两导线张开,电场就散播在周围空间,因而辐射增强。 当导线的长度 L 远小于波长 λ 时,辐射很微弱; 导线的长度 L 增大到可与波长相比拟时,导线上的电流将大大增加,因而就能形成 较强的辐射。
MMCX型接头
SMA型接头
N型接头
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馈线接头—— MMCX接头
即:微小型射频同轴连接器(MINIATURE MICROAX RF COAXIAL CONNECTORS) MMCX 是一种微型射频连接器。它体积小、重量轻、连接方便可靠。广泛应用于 小型通讯、网络设备。 WLAN系统中主要应用于网卡与天线的连接。 MMCX接头分为公头和母头,两者配合使用。
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定向天线形成
平面反射板放在阵列的一边构成扇形区覆盖天线。 反射面把功率反射到单侧方向,提高了增益。
平面反射板 全向阵 (垂直阵列 不带平面反射板) 扇形区覆盖 (垂直阵列 带平面反射板)
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增益
在输入功率相等的条件下,实际天线与理想的无方向性的点源辐射单元在空间同 一点处所产生的信号的功率之比。 天线增益是一个相对值,用于描述天线在某特定方向上能量集中的程度 。 天线是无源器件,不能产生能量。天线增益只是将能量有效集中向某特定 方向辐射或接受电磁波的能力。 天线的增益由振子叠加而产生。增益越高,天线长度越长。 天线增益越高,方向性越好,能量越集中,波瓣越窄。
50
Cable 50 ohms
Antenna 50 ohms
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驻波比
把天线作为无耗传输线的负载时,沿传输线上电压波最大值和最小值的比值; 驻波比的值在1到无穷大之间。 驻波比为1,表示完全匹配; 驻波比为无穷大表示全反射,完全失配。 当天线和馈线的阻抗不匹配时,天线就不能将馈线上传输的高频能量全部吸收 ;反射部分能量形成反射波,信号在馈线中的损耗就会增大; 过大的驻波比会减小天线的覆盖并造成系统内干扰加大,影响信号质量。
峰值方向 (最大辐射方向) 尾波瓣 主波瓣 - 3dB点 3dB 波瓣宽度
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天线的极化
天线向周围空间辐射电磁波。电磁波由电场和磁场构成。 规定:电场的方向就是天线极化方向。一般使用的天线为单极化的。 垂直极化---是最常用的; 水平极化---也是要被用到的。
E E
垂直极化
波长 1/4 波长 1/2 波长 1/4 波长 半波振子
1/2 波长
半波振子是天线的基本辐射单元
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天线方向性
发射天线的基本功能 一、把从馈线取得的能量向周围空间辐射出去 二、把大部分能量朝所需的方向辐射。 垂直放置的半波对称振子具有平放的“面包圈” 形的立体方向图(图a)。立体 方向图虽然立体感强,但绘制困难 图b与图c 给出了它的两个主平面方向图,平面方向图描述天线在某指定平面上的 方向性。 从图b可以看出,在振子的轴线方向上辐射为零,最大辐射方向在水平面上; 从图c可以看出,在水平面上各个方向上的辐射一样大。