天线基本教程培训幻灯片.ppt

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1、天线基本教程培训第1页，共21页，编辑于2022年，星期五天线是什么?=电信号从有线转为无线电波形式向空中发射出去=将收集的无线电波转为电信号。第2页，共21页，编辑于2022年，星期五=无线电波是电磁能量在空中传播时的“振动”=无线电波在空中以30万公里/秒的速率传播=无线电波就象池塘水面顶部的波纹=无线电波在传播过程中会衰减无线电波第3页，共21页，编辑于2022年，星期五=频率即“振动”的速率，或解释为在一秒内通过的波的数量（即每秒的周期数，又叫赫兹，如取一百万作为单位，则为兆赫兹）波长波长低频低频 高频高频 =波长是波在两个相邻周期上的相同点的距离频率与波长第4页，共21页，编辑于20

2、22年，星期五A 1/2 波长偶极子的长度波长偶极子的长度800MHz is 200mm 长长400MHz is 400mm 长长=偶极子是天线中广泛应用的一种辐射单元。=偶极子的长度与波长成正例。偶极子波长波长1/2 波长波长1/4 波长波长1/4 波长波长1/2 波长波长偶极子偶极子第5页，共21页，编辑于2022年，星期五820 MHz 的的1/2 波长波长 180mm,890 MHz 的的 1/2 波长波长 170mm天线将优化为天线将优化为 850MHz-175mm天线带宽天线带宽=890-820=70MHz=当波长不是最优值时，性能下降=在频率范围内可保持可接受的性能水平频率范围8

3、50MHz偶极子的偶极子的1/2波长波长最优值最优值890MHz天线偶极子天线偶极子820MHz第6页，共21页，编辑于2022年，星期五俯视图俯视图侧视图侧视图=使“汽车轮胎”“扁平化”，将信号集中到地面需要覆盖的地区=一个单一偶极子的辐射能量图看起来就象一个“汽车轮胎”天线如何控制无线辐射能量走向？立体图立体图第7页，共21页，编辑于2022年，星期五性能的增强称为增益性能的增强称为增益.在这里，增益在这里，增益=10log(4mW/1mW)=6dBd一个偶极子的接收机一个偶极子的接收机功率为功率为1mW（例）例）偶极子阵列接收机功率为偶极子阵列接收机功率为 4 mW（例）例）集中性更强集

4、中性更强的信号的信号“汽车轮胎”“扁平化”控制辐射能量走向=将偶极子组成阵列第8页，共21页，编辑于2022年，星期五“扇形天线扇形天线”中的反射板将能量聚焦到一个方向，进一步提高了天线的增益。中的反射板将能量聚焦到一个方向，进一步提高了天线的增益。在这个例子中，扇形天线的增益比单一偶极子的增益为：在这个例子中，扇形天线的增益比单一偶极子的增益为：10log(8mW/1mW)=9dBd=在阵列的的一边放置反射板方向性聚焦控制无线辐射能量走向“扇形天线扇形天线”接收机功率为接收机功率为 8mW（例）例）“全向阵列全向阵列”接收机接收机功率为功率为4mW（例）例）天线天线（俯视图）俯视图）第9页，

5、共21页，编辑于2022年，星期五单一偶极子的单一偶极子的“汽车轮胎汽车轮胎”形辐射图形辐射图全向辐射器在各个方向上全向辐射器在各个方向上的辐射能量相等的辐射能量相等天线相对于偶极子的增益用天线相对于偶极子的增益用“dBd”表示表示天线相对于全向辐射器的增益用天线相对于全向辐射器的增益用“dBi”表示表示如如:3dBd =5.17dBi2.17dB 偶极子比全向辐射器的增益高偶极子比全向辐射器的增益高 2.17dBdBd 和 dBi第10页，共21页，编辑于2022年，星期五前后比=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后向功率后向功率前向功率前向功率前后比前后比(dB)=10 l

6、og ，典型值约为典型值约为25dB目的是尽可能减少后向辐射功率目的是尽可能减少后向辐射功率前向功率前向功率后向功率后向功率第11页，共21页，编辑于2022年，星期五波瓣宽度=方位角(如水平面)图10dB 波瓣宽度波瓣宽度120(eg)峰值峰值峰值峰值-10dB峰值峰值-10dB60(eg)峰值峰值峰值峰值-3dB峰值峰值-3dB3dB 波瓣宽度波瓣宽度15(eg)峰值峰值峰值峰值-3dB峰值峰值-3dB32(eg)峰值峰值峰值峰值-10dB峰值峰值-10dB=仰角(如垂直面)图第12页，共21页，编辑于2022年，星期五旁瓣上旁瓣抑制上旁瓣抑制(dB)下旁瓣抑制下旁瓣抑制(dB)第13页，

7、共21页，编辑于2022年，星期五天线下倾角=下倾角使天线波束指向地面无下倾角无下倾角电调下倾角电调下倾角机械下倾角机械下倾角第14页，共21页，编辑于2022年，星期五天线下倾角第15页，共21页，编辑于2022年，星期五电缆电缆 50 欧姆欧姆 天线天线 50 欧姆欧姆阻抗=阻抗是电磁能量通过介质的一个特性=阻抗的单位为欧姆()。为实现良好的性能，阻抗需达到匹配状态为实现良好的性能，阻抗需达到匹配状态 80 欧姆欧姆第16页，共21页，编辑于2022年，星期五回波损耗=阻抗的变化会干扰能量流传输的方式，并使部分能量反弹9.5 W80 欧姆欧姆50 欧姆欧姆前向前向:10W回波回波:0.5W

8、此例中，回波损耗为此例中，回波损耗为 10log(10/0.5)=13dBVSWR(驻波比驻波比)是对此现象的另一种度量方法，与回波损耗有一个换算公式是对此现象的另一种度量方法，与回波损耗有一个换算公式第17页，共21页，编辑于2022年，星期五垂直方式垂直方式水平方式水平方式+45斜角斜角-45斜角斜角极化=无线电波振动的平面称为它的极化面第18页，共21页，编辑于2022年，星期五双极化天线=即一个单元中有两个天线V/H(垂直垂直/水平水平)斜角斜角(+/-45)=两个天线中的波是相互独立的第19页，共21页，编辑于2022年，星期五隔离度=隔离度是某一极化接收到的另一极化信号的比例100

9、0mW(即即 1W)1mW该例子中，隔离度为：该例子中，隔离度为：10log(1000mW/1mW)=30dB第20页，共21页，编辑于2022年，星期五总结：参数典型值频率范围频率范围MHz820-890带宽带宽MHz70增益增益dBi15极化极化垂直垂直阻抗阻抗 欧姆欧姆50回波损耗回波损耗dB18半功率半功率(3dB)波束宽度波束宽度 方位角方位角64 仰角仰角 18下降下降10dB功率波束宽功率波束宽 方位角方位角120 仰角仰角 30前后比前后比dB30垂直面上旁瓣抑角垂直面上旁瓣抑角dB-12 垂直面上旁瓣抑角垂直面上旁瓣抑角dB-14 电调下倾角电调下倾角(可调可调)2-10 第21页，共21页，编辑于2022年，星期五