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天线基本原理及一般选型原则特种天线简介

移动基站天线有关概念及选型原则

技

术

交

流

主讲：海天研究院姚中兴教授2003年5月

天线基本

一.无线通信组网中天线的作用什么是天线什么是天线把从导线上传

下来的电信号做为无线电波发射到空间把从导线上传下来的电信号做为无

线电波发射到空间…...收集无线电波并产生电信号

Blahblahblahblah

天线基本

天线的作用将传输线中的高频电磁能转成为自由空间的电磁波，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。因此，电磁能。因此，要了解天线的特性就必然需要了解自由空间中

的电磁波及高频传输线的一些相关的知识。高频传输线的一些相关的知识。

天线基本

二.天线辐射电磁波的基本原理天线辐射电磁波的基本原理导线载有

交变电流时，就可以形成电磁波的辐射，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.辐射的能力与导

线的长短和形状有关.如由于两导线的距离很且两导线所产生的感应电动

势几乎可以抵消，因而辐射很微弱。近，且两导线所产生的感应电动势几

乎可以抵消，因而辐射很微弱。如果将两导线张开，这时由于两导线的电

流方向相同，两导线张开，这时由于两导线的电流方向相同，由两导线所

产生的感应电动势方向相同，因而辐射较强。远小于波长时，势方向相同，

因而辐射较强。当导线的长度L远小于波长时，导线的电流很辐射很微弱.

小，辐射很微弱.

当导线的长度增大到可与波长相比拟时，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。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。辐射的直导线称为振子。

天线基本

天线可视为一个四端网络

天线基本

同轴线变化为天线

天线基本

对称振子两臂长度相等的振子叫做对称振子。两臂长度相等的振子叫

做对称振子。每臂长度为四分之一波长。全长与波长相等的振子，称为全

波对称振子。波长。全长与波长相等的振子，称为全波对称振子。将振子

折合起来的，称为折合振子。起来的，称为折合振子。

波长1/4波长波长1/2波长波长1/4波长波长1/2波长波长一个1/2

波长的对称振子一个波长的对称振子在800MHz约200mm长长400MHz约

400mm长振子

天线基本

三.天线的工作频率范围(带宽)天线的工作频率范围(带宽)无论是发

射天线还是接收天线，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，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输送的功率最大，减小，据此可定义天线的频率

带宽。减小，据此可定义天线的频率带宽。有几种不同的定义：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。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，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≤天线的工作带宽。就是当天线的输

入驻波比≤1.5时，天线的工作带宽。

天线基本

半波振子上的场分布

天线基本

当天线的工作波长不是最佳时天线性能要下降在天线工作频带内,天

线性能下降不多仍然是可以接受的在天线工作频带内天线性能下降不多,

仍然是可以接受的。天线性能下降不多仍然是可以接受的。

在850MHz1/2波长振子最佳

在820MHz

在890MHz天线振子

在820MHz1/2波长为~180mm,在890MHz为~170mm175mm对~850MHz将

是最佳的对该天线的频带宽度=890-820=70MHz

天线基本

四.1.

自由空间中的电磁波

无线电波

什么叫无线电波？无线电波是一种能量传输形式，什么叫无线电波？

无线电波是一种能量传输形式，在传播过程中，电场和磁场在空间是相互

垂直的，在传播过程中，电场和磁场在空间是相互垂直的，同时这两者