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文檔簡介
1、當計算機與無線AP或其他計算機相距較遠時,隨著信號的減弱,或者傳輸速率明顯下降,或者根本無法實現(xiàn)與AP或其他計算機之間通訊,此時,就必須借助于無線天線對所接收或發(fā)送的信號進行增益(放大)。 無線設(shè)備本身的天線都有一定距離的限制,當超出這個限制的距離,就要通過這些外接天線來增強無線信號,達到延伸傳輸距離的目的。這里面要涉及到兩個概念: 1、頻率范圍 它是指天線工作的頻段。這個參數(shù)決定了它適用于哪個無線標準的無線設(shè)備。比如802.11a標準的無線設(shè)備就需要頻率范圍在5GHz的天線來匹配,所以在購買天線時一定要認準這個參數(shù)對應(yīng)相應(yīng)的產(chǎn)品。 2、增益值 此參數(shù)表示天線功率放大倍數(shù),數(shù)值越大表示信號的放
2、大倍數(shù)就越大,也就是說當增益數(shù)值越大,信號越強,傳輸質(zhì)量就越好。 分類 無線天線有多種類型,不過常見的有兩種,一種是室內(nèi)天線,優(yōu)點是方便靈活,缺點是增益小,傳輸距離短;一種是室外天線。室外天線的類型比較多,一種是鍋狀的定向天線,一種是棒狀的全向天線,室外天線的優(yōu)點是傳輸距離遠,比較適合遠距離傳輸。 室內(nèi)無線天線 1、全向天線 室內(nèi)全向天線適合于無線路由、AP這樣的需要廣泛覆蓋信號的設(shè)備上,他可以將信號均勻分布在中心點周圍360度全方位區(qū)域,適用于鏈接點距離較近,分布角度范圍大,且數(shù)量較多的情況。全向天線 2、定向天線 室內(nèi)定向天線適用于室內(nèi),它因為能量聚集能力最強,信號的方向指向性也極好。在使
3、用的時候應(yīng)該使得它的指向方向與接收設(shè)備的角度方位相當集中。定向天線 室外無線天線 1、全向天線 室外的全向天線也會將將信號均勻分布在中心點周圍360度全方位區(qū)域,要架在較高的地方,適用于鏈接點距離較近,分布角度范圍大,且數(shù)量較多的情況。 2、定向天線 室外的定向天線的能量聚集能力最強,信號的方向指向性極好。同樣因為是在室外,所以也應(yīng)架在較高的地方。當遠程鏈接點數(shù)量較少,或者角度方位相當集中時,采用定向天線是最為有效的方案。 3、扇面天線 扇面天線具有能量定向聚集功能,可以有效地進行水平180度、120度、90度范圍內(nèi)的覆蓋,因此如果遠程鏈接點在某一角度范圍內(nèi)比較集中時,可以采用扇面天線。扇面天
4、線 4、組合天線 上述三種天線各具一定的特性,因此在實際項目中,經(jīng)常會出現(xiàn)組合使用的情況,例如利用多幅扇面天線,或者扇面天線和定向天線相結(jié)合使用。組合天線 無線天線相當于一信號放大器,主要用來解決無線網(wǎng)絡(luò)傳輸中因傳輸距離、環(huán)境影響等造成的信號衰減。讓信息傳遞的更遠 淺談無線增益天線不知各位網(wǎng)友有沒有這樣的感覺,平常家里的無線路由器(無線AP)和自己的電腦如果在同一間房間,或者離得不太遠的情況下,信號強度就會很好,但一旦把兩者放的比較遠或者中間隔的物體過多時,信號就會有所損失或者急劇下降,電腦上顯示的信號強度就會從原來的100%下降到30%或者更低,這種情況讓我們感覺到很是郁悶。 為什么有必要升
5、級增益天線? 的確,現(xiàn)在的無線設(shè)備標稱室內(nèi)50M室外300M,其實在實際使用中能達到理論值的一半就不錯了,如果家里面積比較大或者中間墻壁比較厚的話,無線路由器(無線AP)就不可能做到100的覆蓋了,這時就必須考慮為無線路由器(無線AP)或無線網(wǎng)卡安裝外置天線,以增強無線信號的強度,延伸無線網(wǎng)絡(luò)信號的覆蓋范圍,來滿足我們對無線上網(wǎng)的需求。擁有5dBi增益天線的無線路由器認識無線增益天線 無線增益天線的分類:無線天線有多種類型,按照天線的部署位置分為室內(nèi)天線和室外天線。室內(nèi)天線用于室內(nèi)傳輸距離近,發(fā)射接收功率較弱的環(huán)境,相反,室外天線一般傳輸距離遠,發(fā)射接收功率大。(增益表示天線功率放大倍數(shù)(單位
6、是dBi),數(shù)值越大表示信號的放大倍數(shù)就越大,傳輸質(zhì)量就越好。一般而言,室內(nèi)天線的增益大小大多為36dBi,而室外天線大多為8.516dBi。) 按照天線輻射和接收在水平面的方向性分為定向天線與全向天線。所謂定向天線是指天線在對某個特定方向傳來的信號特別靈敏并且發(fā)射信號時能量也是集中在某個特定方向上。而全向天線可以接受水平方向來自各個角度的信號和向各個角度輻射信號。另外,還有一種天線界于定向與全向之間就是扇面天線,它具有能量定向聚焦功能,可以在水平180,120,90的范圍內(nèi)進行有效覆蓋。定向天線全向天線 定向天線與全向天線的區(qū)別:全向天線的最大增益一般無法做得很大,但是在安裝部署兩點之間位置
7、的時候不需要考慮兩端天線安裝角度的問題,所以安裝起來比較方便,適合于距離要求不高的環(huán)境。而定向天線可以將增益做得很高,一般的方向性越尖銳的天線增益就越高,信號的傳輸距離就越遠。但是方向性過于尖銳的天線在安裝和調(diào)整的難度就越大,因為兩邊的天線必須對準特定角度才能保證信號的傳輸。適合于距離要求比較高的環(huán)境。全向天線由于其無方向性,所以多用在點對多點通信的中心臺。定向天線由于具有最大輻射或接收方向,因此能量集中,增益相對全向天線要高,適合于遠距離點對點通信,同時由于具有方向性,抗干擾能力比較強。在選購無線增益天線時應(yīng)注意的事項使用的環(huán)境 我們不管選購什么產(chǎn)品一定要清楚是用來干什么使用的。如果你要在家
8、庭中使用,對傳輸距離要求不是很遠的話,那么建議選購室內(nèi)增益天線。反之,如果對傳輸距離要求較遠時,比如跨樓等情況下,那就建議使用室外天線。特別注意的一點是:由于室內(nèi)天線沒有做過防水和防雷的處理,所以一定不要來當作室外天線使用。信號的覆蓋范圍 增益天線的大小用dBi來表示,增益的數(shù)值越大表示信號傳輸更遠、信號穿透能力就更強。如果要進行較遠距離的信號傳輸,應(yīng)當選用增益較大的天線,而對于信號傳輸距離較近的來說,應(yīng)當選購增益較小的天線。在一般情況下,大增益的天線適合遠距離信號傳輸,增益較小的天線適合需要大范圍覆蓋的需求。通常在室內(nèi)增益天的選購上4-5dBi為宜,在室外增益天的選購上8-14dBi為宜。不
9、同的無線標準目前,可用的無線網(wǎng)絡(luò)的標準主要有4個,即IEEE 802.11b、IEEE 802.11g、IEEE 802.11a和IEEE 802.11n。其中,IEEE 802.11b、IEEE 802.11g工作于2.4GHz,IEEE 802.11a工作于5GHz,而IEEE 802.11n可以同時工作于2.4GHz和5GHz。無線產(chǎn)品應(yīng)當使用與執(zhí)行標準相對應(yīng)的無線天線。 所在的網(wǎng)絡(luò)類型對于對等網(wǎng)絡(luò)而言,所有無線網(wǎng)卡都應(yīng)當采用全向天線。如果無線網(wǎng)絡(luò)中只有兩塊無線網(wǎng)卡,那么,自然也應(yīng)當全部采用定向天線。對于接入點網(wǎng)絡(luò)而言,由于無線AP或無線路由器需要為無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有的無線網(wǎng)卡提供無線連接,
10、因此,應(yīng)當選擇全向天線。而作為無線網(wǎng)卡而言,由于只是需要與無線AP或無線路由器進行通訊,所以,應(yīng)當選擇定向天線。對于無線漫游網(wǎng)絡(luò)而言,無線AP和無線網(wǎng)卡都應(yīng)當采用全向天線。對于點對點的無線網(wǎng)絡(luò)而言,無線AP都應(yīng)當使用定向天線。對于點對多點無線網(wǎng)絡(luò)而言,除了中心無線AP應(yīng)當采用全向天線外,其他無線AP都應(yīng)當采用定向天線。品牌選擇 盡管無線產(chǎn)品都遵循同一國際標準,但是,不同產(chǎn)品往往擁有不同的接口、使用不同的電纜,所以,不同品牌的無線天線往往不能通用。因此,應(yīng)當盡量選擇與無線產(chǎn)品同一品牌的無線天線來保證匹配使用。網(wǎng)友實際生活中遇到的問題及解決建議 案例一: 因為需要,想裝個遠距離的無線網(wǎng)絡(luò),距離為2
11、00米多一點,想在這個距離內(nèi)信號不衰減,兩地都是店面房,打算把天線裝到店面前面。這樣兩邊都可以上網(wǎng),有沒有什么好的辦法? 解決建議: 這要看你的無線路由器的發(fā)射功率如何了,如果發(fā)射功率夠強筆者可以建議把無線路由器上自帶的天線拆下,換上一個增益較大的無線增益天線,然后將增益天線的中軸線對準接收端就可以了。另外特別注意一下,如果要完全安放在室外的話,建議購買質(zhì)量好的增益天線,可以很好的避免雨淋,雷擊的損壞。 案例二:請問可以制作一個增益天線,使遠在3千米之外的人能夠收到信號上網(wǎng)么? 解決建議: 無論從理論還是實際,無線路由器是不可能實現(xiàn)的,但如果你購買15dBi的那種玻璃鋼管的天線,在空曠的環(huán)境下
12、可以達到1000米的傳輸距離,但要在3000米的情況下傳輸,只能購買三個或者更多的增益天線,達到一種中轉(zhuǎn)站的效果才有可能實現(xiàn)信號的傳輸,建議還是不要通過無線來傳輸。 案例三:我所在的地方,想要安裝一個無線路由器,但有網(wǎng)絡(luò)所在樓和我所在的樓中間還有一個樓,我住四樓,有網(wǎng)絡(luò)的在那個樓的2樓。我想問這樣安裝無線路由器能行嗎?還有如果安的話,聽說可以安裝增益天線,那樣可以嗎? 解決建議:一般家用的無線路由器的發(fā)射功率不會很大,信號最遠也就50米左右,并且要連接的兩端中間還有建筑物做阻隔,所以即使更換了大增益的天線,實際效果也不會好。最好的辦法是,在中間的樓上安裝一個帶無線橋接的無線裝置,這樣也許在信號
13、的質(zhì)量上會有所改善,但還要看實際的情況??偨Y(jié): 為了方便更換增益天線,消費者在購買無線設(shè)備的時候,盡量購買天線可以拆卸的,并且在安裝時盡量縮短無線傳輸距離,減少在信號傳輸時造成的損失。如果在戶外使用的話,盡量挑選質(zhì)量好的產(chǎn)品,有防雨淋和防雷擊的功能。當然如果經(jīng)濟允許的話,還是以大廠生產(chǎn)的產(chǎn)品為主要選購參考,這樣無論在品質(zhì)上還是實際使用上都會達到比較滿意的效果。實用天線處在三度幾何空間中,所以,它的方向性圖應(yīng)該是個立體圖。在這個立體圖中,由于所取的截面不同而有不同的方向性圖。最常用的是水平面內(nèi)的方向性圖(即和大地平行的平面內(nèi)的方向性圖)和垂直面內(nèi)的方向性圖(即垂直于大地的平面內(nèi)的方向性圖)。有的
14、專業(yè)書籍上也稱赤道面方向性圖或子午面方向性圖?!静ò陮挾取坑袝r也稱波束寬度。系指方向性圖的主瓣寬度。一般是指半功率波瓣寬度。由圖(18)可以看出A、A點至O點間的夾角,稱主瓣角寬度。當 L/數(shù)值不同時,其波瓣寬度也不同。L/比值增加時,方向圖越尖銳,但當(L/)0.5時,除了與振子軸垂直的方向有最大的主瓣外,還可能出現(xiàn)付瓣。因此,波瓣寬度越小,其方向性越強,保密性也強,干擾鄰臺的可能性小。所以,對于超短波,微波等所用的天線,登記主瓣寬度這一指標,是十分重要的?!痉较蛐韵禂?shù)】方向性系數(shù)是用來表示天線向某一個方向集中輻射電磁波程度(即方向性圖的尖銳程度)的一個參數(shù)。為了確定定向天線的方向性系數(shù),通
15、常以理想的非定向天線作為比較的標準。任一定向天線的方向性系數(shù)是指在接收點產(chǎn)生相等電場強度的條件下,非定向天線的總輻射功率對該定向天線的總輻射功率之比。按照上面的定義,由于定向天線在各個方向上的輻射強度不等,故天線的方向性系數(shù)也隨著觀察點的位置而不同,在輻射電場最大的方向,方向性系數(shù)也最大。通常如果不特別指出,就以最大輻射方向的方向性系數(shù)作為定向天線的方向性系數(shù)。在中波和短波波段,方向性系數(shù)約為幾到幾十;在米波范圍內(nèi),約為幾十到幾百;而在厘米波波段,則可高達幾千,甚至幾萬?!据椛潆娮琛堪l(fā)射天線的輻射功率與饋電點的有效電流平方之比,稱為天線的輻射電阻。輻射電阻是一個等效電阻,如果用它來代替天線,就
16、能消耗天線實際輻射的功率。因此,采用輻射電阻這個概念,可以簡化天線的有關(guān)計算。輻射電阻的大小取決于天線的尺寸、形狀以及饋電電流的波長。因為發(fā)射天線的任務(wù)是輻射電磁波,所以在裝置天線時總是適當?shù)剡x擇其尺寸和形狀,使輻射電阻盡可能大一些。【天線有效高度】小于四分之一波長的垂直天線:假定在一根垂直的天線上有均勻分布的電流。此均勻電流等于實際天線上的最大電流,且所產(chǎn)生的輻射場強與實際天線的輻射場強相同,該假設(shè)的垂直天線的長度即為實際天線問題:什么是天線?天線是什么意思?有效高度?!咎炀€最大增益系數(shù)】平時也簡稱天線最大增益或天線增益。指在最大場強方向上某點產(chǎn)生相等電場強度的條件下,標準天線(無方向)的總
17、輸入功率對定向天線總輸入功率的比值,稱該天線的最大增益系數(shù)。它是比天線方向性系數(shù)更全面的反映天線對總的射頻功率的有效利用程度。并用分貝數(shù)表示??梢杂脭?shù)學推證,天線最大增益系數(shù)等于天線方向性系數(shù)和天線效率的乘積?!咎炀€效率】它是指天線輻射出去的功率(即有效地轉(zhuǎn)換電磁波部分的功率)和輸入到天線的有功功率之比。是恒小于1的數(shù)值?!咎炀€極化波】電磁波在空間傳播時,若電場矢量的方向保持固定或按一定規(guī)律旋轉(zhuǎn),這種電磁波便叫極化波,又稱天線極化波,或偏振波。通??煞譃槠矫鏄O化(包括水平極化和垂直極化)、圓極化和橢圓極化。【極化方向】極化電磁波的電場方向稱為極化方向?!緲O化面】極化電磁波的極化方向與傳播方向所
18、構(gòu)成的平面稱為極化面。【垂直極化】無線電波的極化,常以大地作為標準面。凡是極化面與大地法線面(垂直面)平行的極化波稱為垂直極化波。其電場方向與大地垂直。【水平極化】凡是極化面與大地法線面垂直的極化波稱為水平極化波。其電場方向與大地相平行?!酒矫鏄O化】如果電磁波的極化方向保持在固定的方向上,稱為平面極化,也稱線極化。在電場平行于大地的分量(水平分量)和垂直于大地表面的分量,其空間振幅具有任意的相對大小,可以得到平面極化。垂直極化和水平極化都是平面極化的特例?!緢A極化】當無線電波的極化面與大地法線面之間的夾角從0360周期的變化,即電場大小不變,方向隨時間變化,電場矢量末端的軌跡在垂直于傳播方向的
19、平面上投影是一個圓時,稱為圓極化。在電場的水平分量和垂直分量振幅相等,相位相差90或270時,可以得到圓極化。圓極化,若極化面隨時間旋轉(zhuǎn)并與電磁波傳播方向成右螺旋關(guān)系,稱右圓極化;反之,若成左螺旋關(guān)系,稱左圓極化?!緳E圓極化】若無線電波極化面與大地法線面之間的夾角從02周期地改變,且電場矢量末端的軌跡在垂直于傳播方向的平面上投影是一個橢圓時,稱為橢圓極化。當電場垂直分量和水平分量的振幅和相位具有任意值時(兩分量相等時例外),均可得到橢圓極化?!鹃L波天線、中波天線】是工作于長波及中波波段的發(fā)射天線或接收天線的統(tǒng)稱。長、中波是以地波和天波傳播的,而天波則連續(xù)反射于電離層和大地之間。根據(jù)此傳播特性,
20、長、中波天線應(yīng)能產(chǎn)生垂直極化的電波。在長、中波天線中,應(yīng)用較廣的的有垂直型、倒L型、T型、傘型垂直接地天線。長、中波天線應(yīng)有良好的地網(wǎng)。長、中波天線存在著許多技術(shù)上的問題,如有效高度小、輻射電阻小、效率低、通頻帶窄、方向性系數(shù)小等。為了解決這些問題,天線結(jié)構(gòu)往往非常復雜,非常龐大。6.1 天線 天線基本知識一、天 線:(antenna)是將高頻電流或波導形式的能量變換成電磁波并向規(guī)定方向發(fā)射出去或把來自 一定方向的電磁波還原為高頻電流的一種設(shè)備。二、天線分類:1)按用途分類:可分為通信天線、電視天線、雷達天線等;2)按工作頻段分類:可分為短波天線、超短波天線、微波天線等;3)按方向性分類:可分
21、為全向天線、定向天線等; 4)按外形分類;可分為線狀天線、面狀天線等.三、全向天線,即在水平方向圖上表現(xiàn)為360都均勻輻射,也就是平常所說的無方向性,在垂直方向圖 上表現(xiàn)為有一定寬度的波束,一般情況下波瓣寬度越小,增益越大。四、定向天線,在在水平方向圖上表現(xiàn)為一定角度范圍輻射,也就是平常所說的有方向性,在垂直方向 圖上表現(xiàn)為有一定寬度的波束,同全向天線一樣,波瓣寬度越小,增益越大。五、增益增益是指: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。它定量地描述一個天線把輸入功率集中輻射的程度。增益顯然與天線方向圖有密切 的關(guān)系,方向圖主瓣越窄,副瓣越小
22、,增益越高。 可以這樣來理解增益的物理含義-為在一 定的距離上的某點處產(chǎn)生一定大小的信號,如果用理想的無方向性點源作為發(fā)射天線,需要100W的輸 入功率,而用增益為 G = 13 dB = 20 的某定向天線作為發(fā)射天線時,輸入功率只需 100 / 20 = 5W . 換言之,某天線的增益,就其最大輻射方向上的輻射效果來說,與無方向性的理想點源相 比 ,把輸入功率放大的倍數(shù)。六、天線的工作頻率范圍(頻帶寬度)無論是發(fā)射天線還是接收天線,它們總是在一定的頻率范圍(頻帶寬度)內(nèi)工作的,天線的頻 帶寬度有兩種不同的定義-一種是指:在駐波比SWR 1.5 條件下,天線的工作頻帶寬度;一種是指:天線增益
23、下降 3 分貝范圍內(nèi)的頻帶寬度。 在移動通信系統(tǒng)中,通常是按前一種定義的,具體的說,天線的頻帶寬度就是天線的駐波比SWR 不超 過 1.5 時,天線的工作頻率范圍。一般說來,在工作頻帶寬度內(nèi)的各個頻率點上, 天線性能是有差異的,但這種差異造成的性能下降是 可以接受的。6.1.1 天線的作用與地位無線電發(fā)射機輸出的射頻信號功率,通過饋線(電纜)輸送到天線,由天線以電磁波形式輻射出去。電磁波到達接收地點后,由天線接下來(僅僅接收很小很小一部分功率),并通過饋線送到無線電接收機??梢?,天線是發(fā)射和接收電磁波的一個重要的無線電設(shè)備,沒有天線也就沒有無線電通信。天線品種繁多,以供不同頻率、不同用途、不同
24、場合、不同要求等不同情況下使用。對于眾多品種的天線,進行適當?shù)姆诸愂潜匾模喊从猛痉诸?,可分為通信天線、電視天線、雷達天線等;按工作頻段分類,可分為短波天線、超短波天線、微波天線等;按方向性分類,可分為全向天線、定向天線等;按外形分類,可分為線狀天線、面狀天線等;等等分類。6.1.2 對稱振子對稱振子是一種經(jīng)典的、迄今為止使用最廣泛的天線,單個半波對稱振子可簡單地單獨立地使用或用作為拋物面天線的饋源,也可采用多個半波對稱振子組成天線陣。兩臂長度相等的振子叫做對稱振子。每臂長度為四分之一波長、全長為二分之一波長的振子,稱半波對稱振子, 見 圖1.2 a 。另外,還有一種異型半波對稱振子,可看成是
25、將全波對稱振子折合成一個窄長的矩形框,并把全波對稱振子的兩個端點相疊,這個窄長的矩形框稱為折合振子,注意,折合振子的長度也是為二分之一波長,故稱為半波折合振子, 見 圖1.2 b 。6.1.3 天線方向性的討論1 天線方向性發(fā)射天線的基本功能之一是把從饋線取得的能量向周圍空間輻射出去,基本功能之二是把大部分能量朝所需的方向輻射。垂直放置的半波對稱振子具有平放的 “面包圈” 形的立體方向圖(圖1.3.1 a)。立體方向圖雖然立體感強,但繪制困難, 圖1.3.1 b 與圖1.3.1 c 給出了它的兩個主平面方向圖,平面方向圖描述天線在某指定平面上的方向性。從圖1.3.1 b 可以看出,在振子的軸線
26、方向上輻射為零,最大輻射方向在水平面上;而從圖1.3.1 c 可以看出,在水平面上各個方向上的輻射一樣大。2 天線方向性增強若干個對稱振子組陣,能夠控制輻射,產(chǎn)生“扁平的面包圈” ,把信號進一步集中到在水平面方向上。下圖是4個半波對稱振子沿垂線上下排列成一個垂直四元陣時的立體方向圖和垂直面方向圖。也可以利用反射板可把輻射能控制到單側(cè)方向平面反射板放在陣列的一邊構(gòu)成扇形區(qū)覆蓋天線。下面的水平面方向圖說明了反射面的作用-反射面把功率反射到單側(cè)方向,提高了增益。天線的基本知識全向陣 (垂直陣列不帶平面反射板)。拋物反射面的使用,更能使天線的輻射,像光學中的探照燈那樣,把能量集中到一個小立體角內(nèi),從而
27、獲得很高的增益。不言而喻,拋物面天線的構(gòu)成包括兩個基本要素:拋物反射面和 放置在拋物面焦點上的輻射源。3 增益增益是指: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。它定量地描述一個天線把輸入功率集中輻射的程度。增益顯然與天線方向圖有密切的關(guān)系,方向圖主瓣越窄,副瓣越小,增益越高。可以這樣來理解增益的物理含義-為在一定的距離上的某點處產(chǎn)生一定大小的信號。如果用理想的無方向性點源作為發(fā)射天線,需要100W的輸入功率,而用增益為 G = 13 dB = 20的某定向天線作為發(fā)射天線時,輸入功率只需 100 / 20 = 5W . 換言之,某天線的增益,就
28、其最大輻射方向上的輻射效果來說,與無方向性的理想點源相比,把輸入功率放大的倍數(shù)。半波對稱振子的增益為G = 2.15 dBi ; 4個半波對稱振子沿垂線上下排列,構(gòu)成一個垂直四元陣,其增益約為G = 8.15 dBi ( dBi這個單位表示比較對象是各向均勻輻射的理想點源) 。如果以半波對稱振子作比較對象,則增益的單位是dBd 。半波對稱振子的增益為G = 0 dBd (因為是自己跟自己比,比值為1,取對數(shù)得零值。);垂直四元陣,其增益約為G = 8.15 2.15 = 6 dB。.4 波瓣寬度方向圖通常都有兩個或多個瓣,其中輻射強度最大的瓣稱為主瓣,其余的瓣稱為副瓣或旁瓣。參見圖1.3.4
29、a , 在主瓣最大輻射方向兩側(cè),輻射強度降低 3 dB(功率密度降低一半)的兩點間的夾角定義為波瓣寬度(又稱波束寬度 或 主瓣寬度 或半功率角)。波瓣寬度越窄,方向性越好,作用距離越遠,抗干擾能力越強。還有一種波瓣寬度,即 10dB波瓣寬度,顧名思義它是方向圖中輻射強度降低 10dB (功率密度降至十分之一) 的兩個點間的夾角,見圖1.3.4 b .5 前后比方向圖中,前后瓣最大值之比稱為前后比,記為 F / B 。前后比越大,天線的后向輻射(或接收)越小。前后比F / B 的計算十分簡單- F / B = 10 Lg (前向功率密度) /(后向功率密度)對天線的前后比F / B 有要求時,其
30、典型值為 (18 - 30)dB,特殊情況下則要求達(35 - 40)dB 。6 天線增益的若干近似計算式1)天線主瓣寬度越窄,增益越高。對于一般天線,可用下式估算其增益:G( dBi ) = 10 Lg 32000 / ( 23dB,E 23dB,H )式中, 23dB,E 與 23dB,H 分別為天線在兩個主平面上的波瓣寬度;32000 是統(tǒng)計出來的經(jīng)驗數(shù)據(jù)。2)對于拋物面天線,可用下式近似計算其增益:G( dB i ) = 10 Lg 4.5 ( D / 0 )2式中, D 為拋物面直徑;0 為中心工作波長;4.5 是統(tǒng)計出來的經(jīng)驗數(shù)據(jù)。3)對于直立全向天線,有近似計算式G( dBi )
31、 = 10 Lg 2 L / 0 式中, L 為天線長度;0 為中心工作波長;7 上旁瓣抑制對于基站天線,人們常常要求它的垂直面(即俯仰面)方向圖中,主瓣上方第一旁瓣盡可能弱一些。這就是所謂的上旁瓣抑制?;镜姆?wù)對象是地面上的移動電話用戶,指向天空的輻射是毫無意義的。8 天線的下傾為使主波瓣指向地面,安置時需要將天線適度下傾。6.1.4 天線的極化天線向周圍空間輻射電磁波。電磁波由電場和磁場構(gòu)成。人們規(guī)定:電場的方向就是天線極化方向。一般使用的天線為單極化的。下圖示出了兩種基本的單極化的情況:垂直極化-是最常用的;水平極化-也是要被用到的。1 雙極化天線下圖示出了另兩種單極化的情況:+45 極化 與 -45 極化,它們僅僅在特殊場合下使用。這樣,共有四種單極化了,見下圖。把垂直極化和水平極化兩種極化的天線組合在一起,或者, 把 +45 極化和 -45 極化兩種極化的天線組合在一起,就構(gòu)成了一種新的天線-雙極化天線。下圖示出了兩個單極化天線安裝在一起組成一付雙極化天線,注意,雙極化天線有兩個接頭. 雙極化天
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