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天线的基础知识篇

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天线与馈线的连接
检查馈线外皮是否破损 检查馈线的电缆头是否牢固,焊接是否良
好 检查馈线电缆头的型号与天线电缆头的型
号是否相配 接口用防水胶密封防止进水
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天馈系统的检测
天线和馈线安装好后,使用之前要用通 过式的功率计或驻波表检测系统的电压 驻波比是否满足要求
天线一般直流接地,万用表无法检查天 线的好坏
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对天线的要求
高效率: 天线把输入功率全部辐射出去。(理
想状态) 方向性:
在通信的方向上有辐射,不需要的方 向上没有辐射。(理想状态)
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大家有疑问的,可以询问和交流
可以互相讨论下,但
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根据什么参数判断天线的好坏?
一般要关注的天线的参数: 1、电压驻波比 2、方向图 3、方向系数和增益 4、带宽 5、极化
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指定的参考天线不同,比较出来的值不一样。 为了统一,通常指定两种参考天线:一种是理
想的各向同性的天线(不存在的),下面称为 理想参考天线;一种是规定了制作方法的半波 对称振子天线。 这两种指定的参考天线比较出来的值也是不一 样的,为了区别这个值是以哪种天线作为参考 的,在这个值后面加上单位加以区分。 其它参考天线比较出来的值都要转化为以此两 种指定天线作为参考。
D×效率系数=G
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与放大器的增益定义不一样; 放大器的增益:把输入信号放大n倍输出,那
么增益就是n倍,或者是10log(n)dB; 天线是一种无源器件,不会把信号放大(有源
天线除外); 天线具有方向性,同样的输入功率,不同天线
在同一方向辐射的强度不同(通常考察最大辐 射方向) ; 为表征这种辐射差异性,指定一种天线作为参 考,所有天线与之对比,这个比值就是增益;
1.42 端口测得的驻波比如左表所示。
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2、方向图
天线的方向性常用方向图来直观表达。 天线的辐射是三维的,在工程上为了方
便,常采用水平和垂直两个面的方向图 来描述天线的方向性。 平面方向图有直角坐标方向图和极坐标 方向图,其中极坐标方向图更加直观
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2、方向图
方向图像一个“汽车轮胎”
水平面 H面
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增益是一种辐射强度的比值(不是加减关系)。 为了方便,行业内一般对这个比值进行下面的
转换: 上面的G我们一般叫dB值,以表示这个值是经
过上面的转化得到的; 如果是以理想参考天线为参考的,得到的G后
面加上单位:dBi;以半波振子天线作参考的 加上单位dBd。 国内用得更多的是dBi值。
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天线
抱杆
室外馈线
主馈线(7/8“)
室内超柔馈线
防雷保护器 基站主设备
电缆长度L 电缆损耗(dB) 回波损耗(dB) VSWR
50米 4 18 1.29
30米 2.4 16.4 1.36
15米 设天线端口驻波比1.5,电缆的损耗
1.2
4dB/100米,如果其他部件制作工艺优
15.2 秀,则可以算出不同电缆长度时在机房
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ36
三遥系统中常用的天线
杆状全向天线 玻璃钢外罩 用作中心台天线
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三遥系统中常用的天线
四环阵天线 改变振子的方向可以改变方向 图,可以当全向天线用,也可 以加强某一个方向的辐射。 增益高,全向时8dBi,定向时 11dBi
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三遥系统中常用的天线
八木天线 结构简单、定向性好
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三遥系统中常用的天线
天线 室外馈线
接地装置
馈线卡 馈线过线窗
主馈线(7/8“) 室内超柔馈线
防雷保护
器 基站主设

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天线有哪些种类?
用途分:通信天线、雷达天线、广播天 线、电视天线等
频段分:长波天线、中波天线、短波天 线、微波天线等
方向性分:全向天线、定向天线 辐射原理分:线天线、面天线、微带天
线、缝隙天线等
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增益的dBi值减去2.15就得到增益的dBd值。
各向同性的理想参考天线在 所有方向具有相同的辐射
半波对称振子具有面包 圈形的方向图辐射
2.15dB
半波对称振子的增益为2.15dBi
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方向系数和增益
9.85dBd=12dBi 半波振子的增益是2.15dBi
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4、带宽(天线的工作频率范围)
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都将 减小,据此可定义天线的频率带宽。
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4、带宽(天线的工作频率范围)
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。
吸盘天线 增益低 应用时放置在一 个足够大的金属 板上,一般要求2 个波长以上
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天线的安装注意事项
尽量选择制高点安装,周围没有明显阻挡 安装在铁塔上,天线与铁塔距离应两个波
长以上 天线固定在金属杆上时,金属杆不应该超
出天线的辐射部分(天线的辐射体对周围 的金属物体敏感,会影响方向图和驻波) 安装八木天线要注意排水孔的方向
垂直面 E面
水平面波束宽度 = 360º 垂直面波束宽度= 78º
立体图
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2、方向图
将“轮胎”压扁,信号就越集中,实际使用的天线就是采 用一个或者多个辐射单元来实现的。
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全向天线3D方向图
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全向天线2D方向图
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全向天线直角坐标方向图
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定向天线3D方向图
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水平面和垂直面方向图
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1、电压驻波比(VSWR)
电压驻波比(VSWR): 入射波与从天线回来的反射波在馈线中 叠加,形成驻波状态。馈线中的电压最 大值与电压最小值的比值就是电压驻波 比。当天线端口没有反射时,就是理想 匹配,驻波比为1;当天线端口全反射时, 驻波比为无穷大。
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VSWR
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弦上的驻波
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驻波比从一个方面反映了天线的效率。 驻波比越大,表示反射的功率越大,效
天线基础知识篇
什么是天线?
天线的定义: 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。 天线的功能:
能量转换-导行波和自由空间波的转换; 定向辐射(接收)-具有一定的方向性。
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天线的辐射原理:
传输线 终端张角传输线 对称振子
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天馈系统
天线调节支架
抱杆
接头密封件 绝缘密封胶带,PVC绝缘胶带
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防雷措施
安装避雷针,天线应该在避雷针45°保 护范围内,避雷针与天线的横向距离应 大于两个波长
馈线窜接避雷器 四环阵的支撑杆本身可以当做避雷针,
安装的时候支撑杆一定要接地良好
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SWR=1.5时候的效率为:96% SWR=1.3效率为98%,用户手机接收到的
电平会比SWR为1.5时高出0.1dBm! 不要过分追求完美(驻波比)!
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驻波比测试
整个天馈系统的驻波比的影响因素包括: 天线驻波、馈线系统的插入损耗、室外跳线驻波、馈 线驻波、避雷器驻波、室内超柔跳线驻波比 是以上所有部分驻波的综合效果。 馈线的接头制作和避雷器的驻波比在工程上常常被忽 视,是造成天馈系统驻波比升高的主要原因。
要关心的方向图指标
一般对方向图比较关心的指标有: 1、半功率角(角度越小,增益越大) 2、前后比 3、副瓣电平
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3、方向系数和增益
天线在某方向的方向系数D是它在该方向 的辐射强度同把同样的辐射能量向空间 均匀辐射的辐射强度之比。
天线在某方向的增益G是它在该方向的辐 射强度同把同样的输入能量向空间均匀 辐射的辐射强度之比。
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5、天线的极化
设天线的辐射场E(t,r)是简谐场,在 波的传播路径上的某一点作一个垂直于 传播方向的平面,电场将躺在这个平面 上,电场矢量随时间变化一个周期,电 场矢端所描画出的轨迹定义为发射时波 的极化,简称极化。
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天线的极化
天线的极化有圆极化、线极化、椭圆极 化
相同极化的两副天线通信效果最好 线天线的极化可以从辐射体来判断
率越低。 一般要求驻波比小于等于1.5
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• 回波损耗
50 欧姆
前向: 1W 回波: 0.05W
80 欧姆
0.95 W
此例中,回波损耗为 10log(1/0.05) = 14dB , VSWR (驻波比) 是对此现象的另一种度量方法
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反射功率计算公式:
pr pt 2(S SW WR R 1 1)2
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