教案天线设计基础.ppt

优选 优选 优选 优选 优选 优选 优选 优选 优选 优选 优选 优选 优选 优选 优选 优选 优选 优选 天线设计基础 概述 什么是天线？ 能够有效地向空间某特定方向辐射电磁波或能够有效的接受空间某特定方向来的电磁波的装置。 天线作用 天线是一种无源器件，不能放大信号，将传输线 中的高频电磁能转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 。 常见天线 天线 天线功能 能量转化 进得去，出的来 无线电设备 电缆内高频电流 …… 天线分类 天线的分类 按波长：中波、短波、超短波、微波天线等 按状态：发射天线、接收天线、收发共用天线等 按极化方式：线极化、圆极化、椭圆极化天线等 按用途：通信、广播电视、雷达、导航天线等 …… 频谱的划分 λ= c/f c 为光速 用途分类 ……. 技术参数 天线 工作频率范围 输入阻抗 驻波比 回波损耗 增益 方向性 效率 极化 前后比 波瓣宽度 频带宽度 …… 输入阻抗 阻抗调试的方式： 通过网络分析仪，进行直观的观察终端天线的 VSWR/Return Loss/smith 技术参数 匹配電路 (Feed Point 饋入點) AC 10W 2W 8W 8W ZL: 天线输入阻抗 Z0: 线路特性阻抗 入射电压完全反射时, Γ=1, VSWR无限大；反之, 如完全无反射时, Γ=0, VSWR理想值为1 Return Loss与VSWR的关系 VSWR = (1+(10^RL/20)) / ((10^RL/20)-1) 增益 定义为：在同一距离及相同输入功率的条件下,某天线在最大辐射方向上的辐射功率密度Smax(或场强|Emax|2的平方）和理想无方向性天线(理想点源)的辐射功率密度S0（或场强|E0|2的平方）之比，记为G 。 技术参数 式中Pin、Pin0分别为实际天线和理想无方向性天线的输入功率。 理想无方向性天线本身的增益系数为1。 Gi：dBi 的参考基准为全方向天线 Gd：dBd的参考基准为偶极子 一般认为，表示同一增益，Gd = Gi – 2.15 (dB) Radiated by Dipole Ant. Radiated by Isotropic Ant. Radiated by other Ant. 方向系数(Directivity) 定义在同一距离及相同辐射功率的条件下,某天线在最大辐射方向上的辐射功率密度Smax（或场强|Emax|2的平方）和无方向性天线(点源)的辐射功率密度S0（或场强|E0|2的平方）之比，记为D。用公式表示如下： 技术参数 式中Pr、Pr0分别为实际天线和无方向性天线的辐射功率。 Radiated by Dipole Ant. Radiated by Isotropic Ant. Radiated by other Ant. 效率 定义为天线辐射功率Pr与输入功率Pin之比，记为ηA，即 考虑到馈线与天线失配引入的反射损耗，则天线的总效率应为 技术参数 增益与方向系数的关系 公式为 由此可见，增益系数是综合衡量天线能量转换效率和方向特性的参数，它是方向系数与天线效率的乘积。 技术参数 极化 定义：描述天线辐射电磁波矢量空间指向的参数。 由于电场与磁场有恒定的关系，故一般都以电场矢量的空间指向作为天线辐射电磁波的极化方向。 技术参数 垂直极化 水平极化 + 45度倾斜的极化 波瓣宽度 顾名思义，就是无线电波辐射形成的扇面所张开的角度。 同一天线发射的无线电波不同方向上的辐射强度是不同的，所以定义比最大辐射方向上的功率下降3dB的两个方向之间的夹角为波瓣宽度。在水平面和垂直面各有一个波瓣宽度，如右图所示。 水平波瓣宽度和垂直波瓣宽度是相互影响的，其关系式为 Ga 为天线增益；β为水平波瓣宽度；θ为垂直波瓣宽度。 技术参数 以终端设计为例 PIFA MONOPOLE LOOP 金属后盖 金属边框 +玻璃后盖 天线形式 优点 天线抗干扰强，允许摆放器件 稳定性比较好 SAR值相对比较低 容易在高度小的空间设计天线； 不能在天线的附近摆放器件 带宽比较宽 充分利用边框与后盖来做天线 利用金属边框作为天线 缺点 天线面积，高度要求比较大 SAR值比较高； 净空要求比较高 对净空有极大的要求 净空有要求，对断缝位置有要求 净空有要求，对断点位置有要求，手握性能不是很好 馈电点 地点 馈电点 馈电点 地点 优选 优选 优选 优选 优选 优选 优选 优选 优选 优选 优选 优选 优选 优选 优选 优选 优选 优选 优选