天线培训课本.ppt

1、天线原理简介 1、天线原理简介 1、天线原理简介 1、天线原理简介 1、天线原理简介 1、天线原理简介 1、天线原理简介 2、天线性能介绍 2、天线性能介绍 2、天线性能介绍 2、天线性能介绍 2、天线性能介绍 2、天线性能介绍 2、天线性能介绍 2、天线性能介绍 2、天线性能介绍 2、天线性能介绍 2、天线性能介绍 2、天线性能介绍 2、天线性能介绍 3、天馈的使用 3、天馈的使用 3、天馈的使用 3、天馈的使用 3、天馈的使用 3、天馈的使用 3、天馈的使用 3、天馈的使用 3、天馈的使用 4、天馈系统常见问题 * * 天线的作用： 天线能将传输线中的高频电磁能转换成为自由空间的电磁波，或反之将自由空间中的电磁波转化为传输线中的高频电磁能。 天线可视为1个四端网络 导线载有交变电流时，就可以形成电磁波的辐射，辐射的能力与导线的长短和形状有关. 当导线的长度增大到可与波长相比拟时，导线上的电流就大大增加，因而就能形成较强的辐射。通常将上述能产生显著辐射的直导线称为振子 电场 电场 电场 振子 电波传输方向 磁场 磁场 顶视 一个单一的对称振子具有“面包圈” 形的方向图 侧视 对称振子组阵能够控制辐射能构成“扁平的面包圈” 一个对称台振子 假设在接收机中有1mW功率 在阵中有4个对称振子 在接收机中就有4 mW功率 反射面放在阵列的一边构成扇形覆盖天线 “扇形覆盖天线 ”将在接收机中有8mW功率 “全向阵” 例如在接收机中为4mW功率 (顶视) 天线 天线的主要性能指标： 工作频段： 增益 输入阻抗 驻波比VSRW 极化方式 水平波瓣3dB宽度 垂直波瓣3dB宽度 前后比 下倾角方式 功率容量 三阶互调等 工作频段 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。 有几种不同的定义： 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。 增益 一个单一对称振子具有面包圈形的方向图辐射  一个各向同性的辐射器,在所有方向具有相同的辐射 2.17dB 对称振子相对于点信号源的增益为2.17dB 一个天线与对称振子相比较的增益 用“dBd”表示 一个天线与各向同性辐射器相比较的增益 用“dBi”表示 例如: 3dBd = 5.17dBi 输入阻抗： 天线和馈线的连接端，即馈电点两端感应的信号电压与信号电流之比，称为天线的输入阻抗。当天线阻抗与馈线阻抗相匹配时，进入馈线得功率将全部从天线口发出，由于馈线的阻抗基本均为50欧姆，故通常天线的阻抗也要求是50欧姆。 天线 50ohms 80 ohms 电缆 50 ohms 可以匹配 不可匹配 驻波比VSWR 当馈线和天线匹配时，高频能量全部被负载吸收，馈线上只有入射波，没有反射波。馈线上传输的是行波，馈线上各处的电压幅度相等，馈线上任意一点的阻抗都等于它的特性阻抗。 而当天线和馈线不匹配时，也就是天线阻抗不等于馈线特性阻抗时，负载就不能全部将馈线上传输的高频能量吸收，而只能吸收部分能量。入射波的一部分能量反射回来形成反射波。 9.5 W 80 ohms 50 ohms 朝前: 10W 返回: 0.5W 驻波比VSWR 在不匹配的情况下,馈线上同时存在入射波和反射波。两者叠加，在入射波和反射波相位相同的地方振幅相加最大，形成波腹；而在入射波和反射波相位相反的地方振幅相减为最小，形成波节。其它各点的振幅则介于波幅与波节之间。这种合成波称为驻波。反射波和入射波幅度之比叫作反射系数。 反射波幅度 （Ｚ－Ｚ。） 反射系数Γ＝───── ＝─────── 入射波幅度 （Ｚ＋Ｚ。） 驻波波腹电压与波节电压幅度之比称为驻波系数，也叫电压驻波比(VSWR) 驻波波腹电压幅度最大值Ｖmax （1+Γ） 驻波系数Ｓ＝──────────────＝──── 驻波波节电压辐度最小值Ｖmin （1-Γ） 终端负载阻抗和特性阻抗越接近，反射系数越小，驻波系数越接近于１，匹配也就越好