天线原理参数简介.pptx

主要内容和结构主要内容和结构主要内容和结构主要内容和结构天天线线原理及参数原理及参数基本基本辐辐射原理射原理参数介参数介绍绍辐辐射参数射参数电电路参数路参数什么是天线？什么是天线？什么是天线？什么是天线？把从导线上传下来的电信号做为无线电波发射到空间把从导线上传下来的电信号做为无线电波发射到空间把从导线上传下来的电信号做为无线电波发射到空间把从导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收集无线电波并产生电信号收集无线电波并产生电信号收集无线电波并产生电信号天线基本概念天线基本概念 传输线传输线终端张角传输线终端张角传输线对称振子对称振子天线的定义：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：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。天线的辐射原理：根据根据C（光速）（光速）=f（频率）（频率）（波长）（波长）得出波长与频率成反比得出波长与频率成反比频率越低，波长越长，天线越大天线基本概念半波振子1/4 1/4 波长波长1/4 1/4 波长波长1/2 1/2 波长波长半波振子半波振子波长波长1/2 1/2 波长波长半波振子是天线的基本辐射单元 水平面波束宽度=360 垂直面波束宽度=78 天线基本概念半波振子水平面水平面H H面面垂直面垂直面E E面面立体图立体图方向图像一个“汽车轮胎”将“轮胎”压扁，信号就越集中，增益就越高，天线尺寸就越大。天线基本概念增益、方向图和天线尺寸之关系天线增益的几个要点：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。天线基本概念增益、方向图和天线尺寸之关系天线辐射参数主瓣；主瓣；副瓣；副瓣；半功率波束宽度半功率波束宽度；前后比前后比；交叉极化比交叉极化比；增益增益；上旁瓣抑制上旁瓣抑制；下零点填充下零点填充；波束下倾角波束下倾角；半功率波束宽度半功率波束宽度(3dB波束宽度波束宽度)3dB束宽是天线指标中一个重要参数，由于在信号的主瓣中，束宽是天线指标中一个重要参数，由于在信号的主瓣中，3dB的宽度集中了主瓣中的宽度集中了主瓣中50%的能量，因此我们常用此参数来衡量定向的能量，因此我们常用此参数来衡量定向天线天线水平水平3dB束宽束宽垂直垂直3dB束宽束宽前后比前后比是指扇形天线的前向辐射功率和后向辐射功率之比是指扇形天线的前向辐射功率和后向辐射功率之比天线辐射参数前后比表明了天线对后瓣抑制的好坏。选用前后比低的天线，天线的后表明了天线对后瓣抑制的好坏。选用前后比低的天线，天线的后瓣有可能产生越区覆盖，导致切换关系混乱，产生掉话。瓣有可能产生越区覆盖，导致切换关系混乱，产生掉话。定向天线的前后比是指主瓣的最大辐射方向（规定为定向天线的前后比是指主瓣的最大辐射方向（规定为0）的功率）的功率通量密度与相反方向附近（规定为通量密度与相反方向附近（规定为18020范围内）的最大功率范围内）的最大功率通量密度之比值。通量密度之比值。F/B=10 Lg（前向功率密度）（前向功率密度）/（后向功率密度后向功率密度）后向功率后向功率前向功前向功率率垂直方式垂直方式水平方式水平方式+45+45斜角斜角-45-45斜角斜角无线电波振动的平面称为它的极化面无线电波振动的平面称为它的极化面天线辐射参数交叉极化比 即一个单元中有两个天线即一个单元中有两个天线 两个天线中的波是相互独立的两个天线中的波是相互独立的V/H(V/H(垂直垂直/水平水平)斜角斜角(+/-45)(+/-45)天线辐射参数交叉极化比双极化双极化 天线辐射参数交叉极化比交叉极化比是双极化天线特有的指标。它是指主极化电平与交叉极化交叉极化比是双极化天线特有的指标。它是指主极化电平与交叉极化电平的比值。电平的比值。交叉极化比在最大辐射方向应大于交叉极化比在最大辐射方向应大于15dB，在，在60内应大于内应大于10dB，最，最低门槛也应该大于低门槛也应该大于7dB。天线增益是指：在输入功率相等的条件下，实际天线与天线增益是指：在输入功率相等的条件下，实际天线与天线增益是指：在输入功率相等的条件下，实际天线与天线增益是指：在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐理想的辐理想的辐理想的辐射单元射单元射单元射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。对于一般天线，可用下式估算其增益：对于一般天线，可用下式估算其增益：对于一般天线，可用下式估算其增益：对于一般天线，可用下式估算其增益：GG（dBidBi）=10Lg32000/=10Lg32000/（23dB,E23dB,H23dB,E23dB,H）注：注：3dB,E与与3dB,H分别为天线在两个主平面上的半波束宽度；分别为天线在两个主平面上的半波束宽度；32000 是统计出来的经验数据是统计出来的经验数据 天线辐射参数增益dBd dBd 和和和和 dBidBi的区别的区别的区别的区别一个单一对称振子一个单一对称振子dipole具具有面包圈形的方向图辐射有面包圈形的方向图辐射 一个各向同性一个各向同性isotropic的的辐射器在所有方向具有相同辐射器在所有方向具有相同的辐射的辐射一个天线与对称振子相比较的增益一个天线与对称振子相比较的增益用用“dBd”表示表示一个天线与各向同性辐射器相比较的增一个天线与各向同性辐射器相比较的增益用益用“dBi”表示表示例如例如:3dBd =5.17dBi2.17dB 对称振子的增益为对称振子的增益为2.17dB 天线辐射参数增益天线辐射参数天线辐射参数上旁瓣抑制，零点补充，波束下倾。上旁瓣抑制，零点补充，波束下倾。上旁瓣抑制上旁瓣抑制解决临频干解决临频干扰问题。扰问题。当天线以一定下倾角使当天线以一定下倾角使上旁瓣中的第一旁瓣为水平上旁瓣中的第一旁瓣为水平位置，如果此旁瓣没有足够位置，如果此旁瓣没有足够的抑制，则会影响到其它信的抑制，则会影响到其它信号的主瓣号的主瓣下侧零点填充下侧零点填充解决塔下解决塔下黑问题。黑问题。波束下倾波束下倾是为了使主瓣是为了使主瓣能量更有效的集中在通能量更有效的集中在通话区域。话区域。天线电路参数天线电路参数天线电路参数天线电路参数电路参数电路参数电路参数电路参数电压驻波比电压驻波比电压驻波比电压驻波比（VSWRVSWR）：为传输线上的电：为传输线上的电：为传输线上的电：为传输线上的电压最大值与电压最小值之比。压最大值与电压最小值之比。压最大值与电压最小值之比。压最大值与电压最小值之比。输入阻抗输入阻抗输入阻抗输入阻抗（ZinZin）：为电压与电流之比：为电压与电流之比：为电压与电流之比：为电压与电流之比 。反射系数反射系数反射系数反射系数（）：为反射波与入射波之比。：为反射波与入射波之比。：为反射波与入射波之比。：为反射波与入射波之比。电路参数计算公式：电路参数计算公式：电路参数计算公式：电路参数计算公式：天线电路参数天线电路参数天线电路参数天线电路参数-隔离度隔离度隔离度隔离度隔离度：隔离度：隔离度：隔离度：隔离度是某一极化接收隔离度是某一极化接收隔离度是某一极化接收隔离度是某一极化接收到的另一极化信号的比例。到的另一极化信号的比例。到的另一极化信号的比例。到的另一极化信号的比例。该例子中，隔离度为：该例子中，隔离度为：该例子中，隔离度为：该例子中，隔离度为：10log(1000mW/1mW)=30dB10log(1000mW/1mW)=30dB10log(1000mW/1mW)=30dB10log(1000mW/1mW)=30dB10001000mWmW1 1mWmW无源交调（PIM）：当两个频率f1和f2输入到天线，由于非线性效应，天线辐射的信号除频率 f1 和 f2 外，还包括有其他频率，如 2f1-f2 和 2f2-f1(3阶)等。天线互调是指当两个或多个发射频率信号经过天线时，由于天线的非线性而引起的与原信号频率及倍频有和差关系、并落在接收频带内的射频信号。这些信号电平足够大时，就会造成系统性能下降。1.3 天线电路参数无源交调