1、天線原理及參數(shù)介紹2019.8.7王曉陽主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)天線原理及參數(shù)天線原理及參數(shù)基本輻射原理基本輻射原理參數(shù)介紹參數(shù)介紹輻射參數(shù)輻射參數(shù)電路參數(shù)電路參數(shù)B B l la a h h b la hb l a hb la h天線基本概念傳輸線傳輸線終端張角傳輸線終端張角傳輸線對稱振子對稱振子天線的定義： 能夠有效地向空間某特定方向輻射電磁波或能夠有效地接收空間某特定方向來的電磁波的裝置。天線的功能： 能量轉(zhuǎn)換導(dǎo)行波和自由空間波的轉(zhuǎn)換； 定向輻射接收）具有一定的方向性。天線的輻射原理：根據(jù)根據(jù)C光速）光速）=f頻率）頻率）波長）波長） 得出波長與頻率成反比得出波長與頻率成反比頻率越低

2、，波長越長，天線越大頻率越低，波長越長，天線越大天線基本概念半波振子1/4 1/4 波長波長1/4 1/4 波長波長1/2 1/2 波長波長半波振子半波振子波長波長1/2 1/2 波長波長半波振子是天線的基本輻射單元 水平面波束寬度 = 360 垂直面波束寬度= 78 天線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面面立體圖立體圖方向圖像一個“汽車輪胎”將“輪胎壓扁，信號就越集中，增益就越高，天線尺寸就越大。 天線基本概念增益、方向圖和天線尺寸之關(guān)系天線增益的幾個要點：天線是無源器件，不能產(chǎn)生能量。天線增益只是將能量有效集中向某特定方向輻射或接受電磁波的能力。天線的增益由振子疊加

3、而產(chǎn)生。增益越高，天線長度越長。天線增益越高，方向性越好，能量越集中，波瓣越窄。天線基本概念增益、方向圖和天線尺寸之關(guān)系天線輻射參數(shù)半功率波束寬度半功率波束寬度(3dB波束寬度波束寬度)3dB束寬是天線指標(biāo)中一個重要參數(shù)，由于在信號的主瓣中，束寬是天線指標(biāo)中一個重要參數(shù)，由于在信號的主瓣中，3dB的寬度集中了主瓣中的寬度集中了主瓣中50%的能量，因此我們常用此參數(shù)來衡量定向的能量，因此我們常用此參數(shù)來衡量定向天線天線水平水平3dB束寬束寬垂直垂直3dB束寬束寬天線輻射參數(shù)前后比表明了天線對后瓣抑制的好壞。選用前后比低的天線，天線的后表明了天線對后瓣抑制的好壞。選用前后比低的天線，天線的后瓣有可

4、能產(chǎn)生越區(qū)覆蓋，導(dǎo)致切換關(guān)系混亂，產(chǎn)生掉話。瓣有可能產(chǎn)生越區(qū)覆蓋，導(dǎo)致切換關(guān)系混亂，產(chǎn)生掉話。 定向天線的前后比是指主瓣的最大輻射方向規(guī)定為定向天線的前后比是指主瓣的最大輻射方向規(guī)定為0）的功）的功率通量密度與相反方向附近規(guī)定為率通量密度與相反方向附近規(guī)定為18020范圍內(nèi)的最范圍內(nèi)的最大功率通量密度之比值。大功率通量密度之比值。 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前向功率功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斜角斜角天線輻射參數(shù)交叉極化比V/H (V/H (垂直垂直/ /

5、水平水平) )斜角斜角 (+/- 45 (+/- 45) )天線輻射參數(shù)交叉極化比雙極化雙極化 天線輻射參數(shù)交叉極化比交叉極化比是雙極化天線特有的指標(biāo)。它是指主極化電平與交叉極化交叉極化比是雙極化天線特有的指標(biāo)。它是指主極化電平與交叉極化電平的比值。電平的比值。 交叉極化比在最大輻射方向應(yīng)大于交叉極化比在最大輻射方向應(yīng)大于15dB，在，在60內(nèi)應(yīng)大于內(nèi)應(yīng)大于10dB，最低門檻也應(yīng)該大于最低門檻也應(yīng)該大于7dB 。天線增益是指：在輸入功率相等的條件下，實際天線與理想的輻天線增益是指：在輸入功率相等的條件下，實際天線與理想的輻射單元在空間同一點處所產(chǎn)生的信號的功率密度之比。射單元在空間同一點處所產(chǎn)

6、生的信號的功率密度之比。 注：注：3dB,E與與3dB,H分別為天線在兩個主平面上的半波束寬度；分別為天線在兩個主平面上的半波束寬度； 32000 是統(tǒng)計出來的經(jīng)驗數(shù)據(jù)是統(tǒng)計出來的經(jīng)驗數(shù)據(jù) 天線輻射參數(shù)增益一個單一對稱振子一個單一對稱振子dipole具有面包圈形的方向圖輻具有面包圈形的方向圖輻射射 一個各向同性一個各向同性isotropic的輻射器在所有方向具有的輻射器在所有方向具有相同的輻射相同的輻射一個天線與對稱振子相比較的增益一個天線與對稱振子相比較的增益用用“dBd表示表示一個天線與各向同性輻射器相比較的一個天線與各向同性輻射器相比較的增益用增益用“dBi表示表示例如例如: 3dBd

7、= 5.17dBi2.17dB 對稱振子的增益為對稱振子的增益為2.17dB 天線輻射參數(shù)增益天線輻射參數(shù)上旁瓣抑制，零點補充，波束下傾。天線輻射參數(shù)上旁瓣抑制，零點補充，波束下傾。上旁瓣抑制解決臨頻干上旁瓣抑制解決臨頻干擾問題。擾問題。 當(dāng)天線以一定下傾當(dāng)天線以一定下傾角使上旁瓣中的第一旁角使上旁瓣中的第一旁瓣為水平位置，如果此瓣為水平位置，如果此旁瓣沒有足夠的抑制，旁瓣沒有足夠的抑制，則會影響到其它信號的則會影響到其它信號的主瓣主瓣下側(cè)零點填充解決塔下下側(cè)零點填充解決塔下黑問題。黑問題。波束下傾是為了使主瓣波束下傾是為了使主瓣能量更有效的集中在通能量更有效的集中在通話區(qū)域。話區(qū)域。ab11minmaxbabaVVVSWRlog2010RL)1 (log10210TL11babaIVZin1000mW1000mW1mW1mW無源交調(diào)PIM）：當(dāng)兩個頻率f1和f2輸入到天線，由于非線性效應(yīng)，天線輻射的信號除頻率 f1 和 f2 外，還包括有其他頻率，如 2f1-f2