天线的几个重要参数介绍
- 格式:docx
- 大小:26.69 KB
- 文档页数:9
天线参数的度量单位天线参数是描述天线性能的指标,包括增益、方向性、频率响应等。
这些参数通常以特定的单位进行度量,以便对天线进行准确的评估和比较。
下面将介绍几个常用的天线参数及其度量单位。
一、增益(Gain)增益是衡量天线辐射电磁波能力的重要参数,它表示天线相对于理想点源天线的辐射能力。
增益是以分贝(dB)为单位进行度量,通常用dBi表示。
例如,一个天线的增益为3dBi,意味着它相对于一个理想点源天线具有3dB的辐射能力。
二、方向性(Directivity)方向性是指天线在特定方向上辐射或接收信号的能力,它描述了天线辐射或接收模式的空间分布。
方向性通常用无量纲的方向图来表示,其中最大增益处对应的方向被定义为主瓣方向。
方向性也可以用分贝(dB)来度量,称为定向性因子。
例如,一个天线的定向性因子为10dB,表示它在主瓣方向上的增益是无方向性天线的10倍。
三、频率响应(Frequency Response)频率响应是指天线在不同频率下的辐射或接收能力。
它通常用功率或电压的响应值来表示,单位可以是瓦特(W)或伏特(V)。
例如,一个天线的频率响应为100W,表示它在特定频率下的辐射功率为100瓦特。
四、驻波比(VSWR)驻波比是评估天线匹配性能的重要指标,它表示天线输入端的驻波功率与匹配负载时的最小功率之比。
驻波比是无量纲的,通常用比值表示。
例如,一个天线的驻波比为1.5:1,表示驻波功率是匹配负载时最小功率的1.5倍。
五、极化(Polarization)极化是指电磁波的电场矢量相对于地面的方向。
常见的极化方式有水平极化、垂直极化等。
极化通常用线性极化度量,单位可以是分贝(dB)或无量纲的极化度。
例如,一个天线的极化度为20dB,表示它的极化效果比无极化天线好20dB。
天线参数的度量单位包括分贝(dB)、瓦特(W)、伏特(V)等。
这些参数和单位的准确描述和度量,有助于科学家、工程师和无线通信领域的专业人士对天线性能进行准确的评估和优化。
天线的基本参数1.1天线的基本参数从左侧的传输线的⾓度看,天线是⼀个阻抗(impedance)为Z的2终端电路单元(2-terminal circuit element),其中Z包含的电阻部分(resistive component)被称为辐射电阻(radiation resistance,R r);从右侧的⾃由空间⾓度来看,天线的特征可以⽤辐射⽅向图(radiation pattern)或者包含场量的⽅向图。
R r不等于天线材料⾃⼰的电阻,⽽是天线、天线所处的环境(⽐如温度)和天线终端的综合结果。
影响辐射电阻R r的还包括天线温度(antenna temperature,T A)。
对于⽆损天线来说,天线温度T A和天线材料本⾝的温度⼀点都没有关系,⽽是与⾃由空间的温度有关。
确切地说,天线温度与其说是天线的固有属性,还不如说是⼀个取决于天线“看到”的区域的参数。
从这个⾓度看,⼀个接收天线可以被视作能遥感测温设备。
辐射电阻R r和天线温度T A都是标量。
另⼀⽅⾯,辐射⽅向图包括场变量或者功率变量(功率变量与场变量的平⽅成正⽐),这两个变量都是球体坐标θ和Φ的函数。
1.2天线的⽅向性(D,Directivity)和增益(G,Gain)D=4π/ΩA,其中ΩA是总波束范围(或者波束⽴体⾓)。
ΩA由主瓣范围(⽴体⾓)ΩM+副瓣范围(⽴体⾓)Ωm。
如果是各向同性的(isotropic)天线,则ΩA=4π,因此D=1。
各向同性天线具有最低的⽅向性,所有实际的天线的⽅向性都⼤于1。
如果⼀个天线只对上半空间辐射,则其波束范围ΩA=2π,因此D=4π/2π=2=3.01dBi。
简单短偶极⼦具有波束范围ΩA=2.67πsr,和定向性D=1.5(1.76dBi)。
如果⼀个天线的主瓣在θ平⾯和Φ平⾯的半功率波束宽度HPBW都是20度,则D=4πsr/ΩA sr=41000 deg2/(20 deg)*(20 deg)≈103≈20dBi(dB over isotropic)。
第一讲天线的基础知识表征天线性能的主要参数有方向图,增益,输入阻抗,驻波比,极化方式等。
1.1 天线的输入阻抗天线的输入阻抗是天线馈电端输入电压与输入电流的比值。
天线与馈线的连接,最佳情形是天线输入阻抗是纯电阻且等于馈线的特性阻抗,这时馈线终端没有功率反射,馈线上没有驻波,天线的输入阻抗随频率的变化比较平缓。
天线的匹配工作就是消除天线输入阻抗中的电抗分量,使电阻分量尽可能地接近馈线的特性阻抗。
匹配的优劣一般用四个参数来衡量即反射系数,行波系数,驻波比和回波损耗,四个参数之间有固定的数值关系,使用那一个纯出于习惯。
在我们日常维护中,用的较多的是驻波比和回波损耗。
一般移动通信天线的输入阻抗为50Ω。
驻波比:它是行波系数的倒数,其值在1到无穷大之间。
驻波比为1,表示完全匹配;驻波比为无穷大表示全反射,完全失配。
在移动通信系统中,一般要求驻波比小于1.5,但实际应用中VSWR应小于1.2。
过大的驻波比会减小基站的覆盖并造成系统内干扰加大,影响基站的服务性能。
回波损耗:它是反射系数绝对值的倒数,以分贝值表示。
回波损耗的值在0dB的到无穷大之间,回波损耗越大表示匹配越差,回波损耗越小表示匹配越好。
0表示全反射,无穷大表示完全匹配。
在移动通信系统中,一般要求回波损耗大于14dB。
1.2 天线的极化方式所谓天线的极化,就是指天线辐射时形成的电场强度方向。
当电场强度方向垂直于地面时,此电波就称为垂直极化波;当电场强度方向平行于地面时,此电波就称为水平极化波。
由于电波的特性,决定了水平极化传播的信号在贴近地面时会在大地表面产生极化电流,极化电流因受大地阻抗影响产生热能而使电场信号迅速衰减,而垂直极化方式则不易产生极化电流,从而避免了能量的大幅衰减,保证了信号的有效传播。
因此,在移动通信系统中,一般均采用垂直极化的传播方式。
另外,随着新技术的发展,最近又出现了一种双极化天线。
就其设计思路而言,一般分为垂直与水平极化和±45°极化两种方式,性能上一般后者优于前者,因此目前大部分采用的是±45°极化方式。
天线的主要参数一、引言天线是无线通信系统中至关重要的组成部分,它负责将无线信号转换成电磁波并进行传输。
天线的性能直接影响到通信系统的覆盖范围、传输质量和容量等方面。
本文将探讨天线的主要参数,包括增益、方向性、频率响应、带宽、极化和效率等。
二、增益增益是衡量天线辐射功率相对于理想点源天线的能力的参数。
增益越高,天线辐射的功率越大,覆盖范围也就越广。
增益的单位通常用dBi(dB相对于理想点源天线)来表示。
天线的增益受到天线结构、天线尺寸和工作频率等因素的影响。
三、方向性方向性是指天线在空间中辐射或接收电磁波的能力。
天线的方向性可以分为全向性和定向性两种。
全向性天线可以在水平方向上均匀地辐射或接收信号,适用于需要覆盖全方向的应用场景。
定向性天线则可以将信号主要辐射或接收到某个特定方向,适用于需要特定方向性的应用场景。
四、频率响应频率响应是指天线在不同频率下的辐射或接收能力。
天线的频率响应通常以辐射图或接收图的形式呈现,用于描述天线在不同频段下的辐射或接收特性。
频率响应对于天线的设计和使用非常重要,不同频率下的天线性能差异可能导致通信系统的不稳定性或性能下降。
五、带宽带宽是指天线能够工作的频率范围。
天线的带宽决定了它在不同频段下的适用性。
带宽越宽,天线在不同频段下的性能越稳定。
带宽可以通过调整天线结构和参数来进行优化,以满足不同频段的需求。
六、极化极化是指天线辐射或接收电磁波时电场或磁场的振动方向。
常见的极化方式包括水平极化、垂直极化和圆极化等。
天线的极化方式需要与通信系统中其他设备的极化方式相匹配,以确保信号的传输效果。
七、效率效率是指天线将输入的电能转换成辐射电磁波的能力。
天线的效率越高,输入的电能转换成辐射电磁波的比例就越大,系统的传输效率也就越高。
天线的效率受到天线结构、材料和工作频率等因素的影响。
八、总结天线的主要参数包括增益、方向性、频率响应、带宽、极化和效率等。
这些参数直接影响到天线的性能和应用范围。
天线阵列是无线通信领域中非常重要的一个概念,它是由一组天线组成的,用于发送和接收无线信号。
天线阵列的参数包括阵列形状、阵列单元间距、阵列单元数量、阵列增益、波束宽度、交叉极化鉴别率、天线增益和极化方式等。
下面将对这些参数进行简要介绍。
阵列形状:阵列形状是指天线阵列的几何结构,常见的有线性阵列和圆形阵列等。
不同的阵列形状适用于不同的应用场景。
阵列单元间距:阵列单元间距是指相邻两个阵列单元之间的距离,它会影响阵列的波束宽度和方向性。
间距越小,波束宽度越窄,方向性越强;间距越大,波束宽度越宽,方向性越弱。
阵列单元数量:阵列单元数量越多,阵列的分辨率越高,但同时也会导致辐射功率和互耦等问题。
阵列增益:阵列增益是指阵列发送或接收信号时的能量增强程度,它是由天线排列和电路设计等因素决定的。
阵列增益越高,信号的传输距离越远,通信质量越高。
波束宽度:波束宽度是指阵列在空间中形成的波束角度,它会影响阵列的方向性。
波束宽度越窄,方向性越强;波束宽度越宽,方向性越弱。
交叉极化鉴别率:交叉极化鉴别率是指阵列对不同极化的信号的鉴别能力,它会影响阵列在复杂电磁环境下的性能。
天线增益:天线增益是指单个天线的发射或接收能力,它会影响信号的强度和覆盖范围。
对于阵列天线来说,天线增益是由单个天线的增益和阵列排列方式等因素决定的。
极化方式:极化方式是指电磁波的电场方向随时间变化的特性,它会影响信号的传输距离、衰减特性和干扰抑制能力等。
在实际应用中,需要根据具体的应用场景和需求来选择合适的天线阵列,并综合考虑上述参数对阵列性能的影响。
同时,还需要考虑天线的尺寸、重量、成本和可维护性等因素。
卫星广播电视从模拟到数字,从C波段到Ku波段,从传输到直播的发展非常迅速,我国有线电视的信源多数来自于卫星。
利用卫星传送技术进行覆盖是我国广播电视传输的一个重要组成部分,如村村通广播电视工程中利用卫星信号进行覆盖的就占了很大的比例。
为此,卫星接收是广电机构技术人员所必须掌握的一门技术。
要进行卫星接收,关键点是卫星接收天线的定位,它包括:天线的方位角、仰角和馈源的极化角这三大参数。
1、方位角从地球的北极到南极的等分线称为经线(0-180度),把地球分为东方西方,偏东的经线称为东经,偏西方的经线称为西经。
从地球的东到西的等分线称纬线(0-90度),把地球分为南北半球,以赤道为界(赤道的纬度为0),北半球的纬线称北纬,南半球的纬线称南纬。
我国处于北半球的东方,约在东经75-135度,北纬18-55度之间。
所有的广播电视卫星都分布在地球赤道上空35786.6公里的高空同步轨道的不同经度上,平时我们惯称多少度的卫星,这个度指的是地球的经线,卫星在地球上的投影称为星下点,它是位于赤道上,经度与卫星经度相同的地方。
如亚太6号卫星的星下点是位于赤道上的东经134度的位置,我们在寻星时,如果你所在的地方(北半球)的经度大于星下点的经度,那么天线的方位角必定时正南(以正南为基准)偏西,反过来,如果你所在的位置的经度小于星下点的经度,那么天线的方位角是正南偏东。
卫星天线的方位角计算公式是:A=arctg{tg(ψs-ψg)/sinθ}----------(1)公式(1)中的ψg是接收站经度,ψs为卫星的经度,θ为接收站的纬度。
图1是卫星的方位角示意图。
方位角的调整方法很简单,首先用指南针找到正南方,天线方向正对正南方,如果计算的角度A是负值,则天线向正南偏西转动A度,如果A是正值,则天线向正南偏东方向转动A度。
即可完成方位角的调整。
2、仰角仰角是接收站所在地的地平面水平线于天线中心线所形成的角度,如图2所示。
仰角的计算公式是:.-----------------⑵仰角的调整最好是用量角器加上一个垂针作成的仰角调整专用工具进行调整。
天线的五个基本参数
1 关于天线的五个基本参数
天线作为无线通讯的核心技术受到各路观众的广泛关注,五个主
要的 parametric 参数是天线特性的重要参考指标,包括增益、驻波比、半功率角、垂直波束宽度和水平波束宽度。
1 增益
增益(也被称为功率增益)是衡量天线收发能力的重要性能指标,
多用来衡量天线的信号增益真实性,一般越大表示接收和发射信号能
力越强。
一个常见单位是dBi,它是相对于理想天线的增益。
2 驻波比
驻波比是衡量天线稳定性的重要指标,表示通过某一频率的有功
功率与负载的比例,驻波比越高,表示天线稳定性越强。
3 半功率角
半功率角是衡量天线波束宽度的重要指标,是指在半功率容量点
(3dB点)处,天线发出和接收能量线与光轴之间夹角,这个角度越小,表示天线空间分布越集中,优度越高。
4 垂直波束宽度
垂直波束宽度是指一条水平线上,从天线输出的重要能量路径两
头向垂直方向投射的角度。
它受到天线结构的影响很大,我们一般认
为越窄的波束宽度,表示发射的范围越窄,表示天线的利用效率越高。
5 水平波束宽度
水平波束宽度是指一条垂直线上,从天线输出的重要能量路径两头向水平方向投射的角度,是衡量天线射向性的重要指标。
天线的水平波束宽度越窄,表示波束能量线对水平方向的散射越少,传输效率越高。
总之,增益、驻波比、半功率角、垂直波束宽度和水平波束宽度都是专业从事无线通信设计必备的参数,这五个参数从不同的角度反映了天线的性能,所有的参数都应该按照项目特点来进行综合评估。
5g天线技术参数一、引言5G技术的快速发展,使得5G天线技术成为了热门话题。
5G天线技术是指用于5G系统中的天线技术,它是实现5G通信的重要组成部分。
本文将详细介绍5G天线技术参数,包括频段、增益、波束宽度等。
二、频段1. 低频段:600MHz-900MHz2. 中频段:1.8GHz-2.6GHz3. 高频段:24GHz-40GHz4. 毫米波频段:30GHz-300GHz三、增益1. 定义:增益是指天线在某个方向上的辐射功率与同样条件下理论点源辐射功率之比。
2. 常见增益值:低频段:6dBi-12dBi中频段:10dBi-15dBi高频段:15dBi-20dBi毫米波频段:20dBi以上四、波束宽度1. 定义:波束宽度是指天线主瓣内沿两条垂直方向上3dB降幅点之间的夹角。
2. 常见波束宽度值:低频段:60°-90°中频段:45°-60°高频段:30°-45°毫米波频段:10°-30°五、极化方式1. 定义:极化是指电磁波在传播过程中电场向量的方向。
2. 常见极化方式:水平极化、垂直极化、左旋圆极化、右旋圆极化。
六、天线类型1. 定义:天线类型根据其结构和工作原理不同可分为多种类型。
2. 常见天线类型:微带贴片天线、螺旋天线、柱形天线、饼形天线等。
七、总结5G技术的快速发展,使得5G天线技术成为了热门话题。
本文详细介绍了5G天线技术参数,包括频段、增益、波束宽度等。
这些参数对于5G通信系统的设计和优化具有重要意义,未来将会有更多的5G天线技术问世。
天线的主要参数天线是一种电子设备,用来接收或发射无线电波信号。
它是通信系统的重要组成部分,用于传输和接收无线信号。
天线的主要参数包括增益、频率范围、方向性、带宽、阻抗匹配、极化方式等。
本文将对这些主要参数进行详细介绍。
一、增益天线的增益是指天线辐射或接收信号的能力。
增益越高,天线的辐射或接收能力就越强。
增益通常用分贝(dB)来表示。
天线的增益与其尺寸、形状、辐射模式等因素密切相关。
二、频率范围天线的频率范围是指天线能够工作的频率范围。
不同的天线适用于不同的频率范围。
例如,对于无线电通信系统,常见的频率范围包括2.4GHz、5GHz等。
三、方向性天线的方向性是指天线在空间中辐射或接收信号的特性。
方向性可以分为全向性和定向性。
全向性天线可以在360度范围内辐射或接收信号,而定向性天线只能在特定方向上进行辐射或接收。
定向性天线通常具有较高的增益。
四、带宽天线的带宽是指天线能够工作的频率范围。
带宽越大,天线在不同频率下的性能就越好。
带宽通常用百分比表示。
五、阻抗匹配天线的阻抗匹配是指天线的输入端阻抗与传输线或无线电设备的输出阻抗之间的匹配程度。
阻抗匹配对于天线和设备之间的信号传输非常重要。
如果阻抗不匹配,就会导致信号反射和损耗。
六、极化方式天线的极化方式是指天线辐射或接收信号时电磁波的振动方向。
常见的极化方式包括垂直极化、水平极化和圆极化。
不同的应用场景需要不同的极化方式。
七、天线类型根据不同的应用需求和工作频率,天线可以分为各种类型,包括定向天线、全向天线、扇形天线、饼状天线、螺旋天线等。
不同类型的天线具有不同的特点和适用范围。
八、天线材料天线的性能和特性与其材料密切相关。
常见的天线材料包括金属、塑料、陶瓷等。
不同的材料具有不同的电磁特性,影响天线的性能。
九、天线设计天线的设计是为了满足特定的应用需求和性能要求。
天线设计需要考虑到天线的形状、尺寸、材料、辐射模式等因素,以达到最佳的性能。
天线的主要参数包括增益、频率范围、方向性、带宽、阻抗匹配、极化方式等。
天线的机械指标1. 引言天线是无线通信系统中非常重要的组成部分,它负责将电磁波从发射端传输到接收端,实现信号的传输和接收。
天线的机械指标是评估天线性能的重要参数,包括天线的尺寸、重量、机械强度等方面。
本文将详细介绍天线的机械指标及其影响因素。
2. 天线尺寸天线尺寸是指天线在空间中所占据的体积大小。
天线尺寸与工作频率密切相关,一般来说,工作频率越高,天线尺寸越小。
这是因为在高频率下,电磁波波长较短,需要更小的物理结构来实现有效辐射和接收。
天线尺寸还与天线类型有关。
不同类型的天线具有不同的结构和设计原理,因此其尺寸也会有所差异。
例如,常见的全向天线、定向天线和扇形天线在尺寸上存在明显差异。
此外,天线材料也会对尺寸产生一定影响。
一些特殊材料具有良好的导电性能和机械强度,可以实现更小尺寸的天线。
3. 天线重量天线重量是指天线本身的质量。
天线重量直接影响到安装和携带的便利性,因此在设计天线时需要尽可能减小其重量。
天线重量与材料选择、结构设计密切相关。
优选轻质材料可以有效降低天线的重量,如碳纤维、铝合金等。
同时,采用合理的结构设计,减少冗余材料的使用也有助于降低天线的重量。
在实际应用中,还需要考虑到天线所需承受的环境载荷。
例如,在航空航天领域,由于飞行器对重量要求较高,需要特殊设计轻巧的航空天线。
4. 天线机械强度天线机械强度是指天线在外部力作用下不发生破坏或损坏的能力。
在实际应用中,天线常常需要经受各种环境条件下的振动、冲击和风压等影响。
因此,保证天线具有足够的机械强度是非常重要的。
提高天线的机械强度可以从材料选择和结构设计两个方面入手。
选用高强度的材料,如钛合金、不锈钢等,能够增加天线的抗拉伸和抗压能力。
同时,合理的结构设计,如增加支撑结构、采用防震设计等措施,也可以提高天线的机械强度。
5. 影响天线机械指标的因素天线的机械指标受多种因素影响,主要包括以下几个方面:5.1 材料选择材料选择是影响天线机械指标的重要因素之一。
天线基本参数天线,又称为空间声纳,是一种收发无线电波的装置,由一组可以发送或接收无线电波的元件组成,常用来作为无线通信系统中换能器。
天线作为无线通信系统中的重要组件,能够将空气中的无线电波转换为电能,也可以将电能转换为无线电波,从而实现无线通信的传播和接收。
天线的关键参数包括频率,增益,材料,波束形状,以及电阻,相位匹配等。
其中,频率是指天线所能接收或发射的无线电波的频率范围,增益是指天线在接收或发射无线电波时能够提供的能量增益。
材料是指用于制造天线的材料,波束形状是指天线接收或发射无线电波时能够形成的波束形状。
电阻是指在接收或发射无线电波时,天线能够抗电流的能力,而相位匹配则是指天线能够在接收或发射无线电波时能够匹配电路的潮流相位。
从天线的构造来看,分为端面天线、块面天线,元件天线和线性天线等,它们各自具有不同的特性。
端面天线由一个面板组成,其增益较低,最大特点是小而轻。
块面天线是由多个端面天线排列制成,增益较高,广泛应用于高频应用。
元件天线是由单独的元件组成,其增益比较高,常用于PLL、数据采集等应用。
线性天线是由一条线缆和一组晶体管组成,增益较低,使用频率范围较宽,常用于电台和全球定位系统等应用。
另外,天线的阻抗有中阻抗和终端阻抗,中阻抗是指天线输入端与发射端之间的电阻,而终端阻抗是指天线输入端与负载之间的阻抗,两者都是需要匹配的,只有当两个参数都能达到匹配,天线才能够正常发挥作用。
此外,天线往往会受到环境影响,包括气溶胶、地形和空气湿度等。
空气湿度会影响天线的传输效果,当湿度较高时,天线效果会受到影响,反之,如果空气湿度较低就不容易受到影响。
另外,气溶胶会影响天线的传输效果,当气溶胶较多时,天线传输效果会受到影响,反之,如果气溶胶较少就不容易受到影响。
以上就是关于天线基本参数的介绍,从频率、增益、材料、波束形状、电阻、相位匹配等参数来看,天线的参数都是非常重要的,这些参数都会直接影响到天线的性能。
天线辐射参数天线辐射参数是用来描述和评估天线性能的一组重要指标,它们对于天线的设计和应用具有重要意义。
本文将从辐射功率、辐射方向性、增益、波束宽度和带宽等几个方面介绍天线辐射参数的含义和作用。
辐射功率是天线向空间发送信号的能量,也是天线的一个重要输出参数。
辐射功率的大小取决于天线的输入功率和辐射效率。
辐射功率的增加可以提高天线的覆盖范围和通信距离,但也会增加功耗和干扰。
因此,在设计天线时需要合理选择辐射功率,以满足实际需求。
辐射方向性是衡量天线辐射能力的指标之一,它描述了天线在不同方向上的辐射强度分布情况。
辐射方向性可以通过天线的辐射图来表示,其中包括主瓣方向、副瓣方向和零点方向等。
辐射方向性的好坏直接影响天线的覆盖范围和通信质量,因此在天线设计中需要根据具体应用场景来选择合适的辐射方向性。
增益是衡量天线辐射能力的另一个重要指标,它表示天线相对于理想点源天线的辐射强度增加倍数。
增益可以用来描述天线的辐射能力和接收灵敏度,是评估天线性能的重要指标之一。
增益的大小与天线的结构、尺寸和工作频率等因素有关,一般情况下,增益越大,天线的辐射能力越强。
波束宽度是描述天线辐射主瓣的范围,它表示主瓣辐射强度下降到峰值的一半所对应的角度范围。
波束宽度越小,天线的方向性越强,辐射能力越集中。
波束宽度的大小与天线的形状、孔径和工作频率等因素有关,对于定向通信和干扰抑制具有重要意义。
带宽是指天线能够正常工作的频率范围,它是衡量天线适应能力的一个重要指标。
带宽的大小与天线的结构、材料和设计等因素有关,一般情况下,带宽越大,天线的适应能力越强。
在实际应用中,需要根据通信系统的频率范围和要求来选择合适的天线带宽。
天线辐射参数是评估天线性能的重要指标,包括辐射功率、辐射方向性、增益、波束宽度和带宽等。
这些参数直接影响天线的覆盖范围、通信质量和适应能力,因此在天线设计和应用中需要合理选择和优化这些参数,以满足实际需求。
通过对天线辐射参数的研究和理解,可以更好地设计和应用天线,提高通信效果和系统性能。
天线的基本参数天线是一种广泛应用于无线通信技术中的重要元件,它由发射/接收元件和一个反射器组成,可用来接收和发射电波。
天线的基本参数,包括其频率、发射功率、指向性能、输入阻抗和效率等,对于改善天线的工作性能来说至关重要。
由此可见,了解天线的基本参数是研究此领域的重要性质,因此本文将对天线的基本参数做一个简要的介绍。
首先,天线的频率是指它可以有效接收或发射的电磁波的频率范围,通常在0.3-300GHz之间。
由于在这个范围内天线的有效性能有所不同,因此天线的实际应用范围受限于其频率范围。
其次,天线的发射功率是指由天线发射的电路功率,可以认为是天线的输出信号强度。
一般来说,发射功率越大,发射距离越远,接收信号质量也越好,因此一般需要尽可能大的发射功率。
此外,天线的指向性性能也是重要的参数,它可以衡量天线发射和接收信号的方向性,也就是把信号发射或接收到一个特定的方向。
一般来说,天线只能指向特定的一个方向,这就是所谓的“单向性”,因此,要想有效的利用天线的能力,就需要精确的控制天线的方向。
再次,输入阻抗是指天线发射/接收时的阻抗值,正确的输入阻抗值可以有效的利用输入信号的能量,从而使天线更好的工作。
一般来说,输入阻抗越小,发射功率也就越大,因此,平均而言,输入阻抗越小越好。
最后,天线的效率也是重要的参数,效率可以反映出天线发射/接收的能源利用率。
一般来说,效率越高,发射/接收的能效比越高,就可以有效的节约能源。
综上所述,天线的基本参数是研究改善天线工作性能的重要参数,包括其频率、发射功率、指向性能、输入阻抗和效率等。
而且,找到正确的参数,对于改善天线的工作性能来说是非常重要的。
因此,在实际应用中,使用者应根据实际情况正确识别并调整各种参数,这有助于提高天线的性能。
总而言之,天线的基本参数是研究此领域的重要参数之一,要改善天线的工作性能,必须正确识别并调整各种参数,以实现最佳使用效果。
天线的主要性能指标1、方向图:天线方向图是表征天线辐射特性空间角度关系的图形。
以发射天线为例,从不同角度方向辐射出去的功率或场强形成的图形。
一般地,用包括最大辐射方向的两个相互垂直的平面方向图来表示天线的立体方向图,分为水平面方向图和垂直面方向图。
平行于地面在波束最大场强最大位置剖开的图形叫水平面方向图;垂直于地面在波束场强最大位置剖开的图形叫垂直面方向图。
描述天线辐射特性的另一重要参数半功率宽度,在天线辐射功率分布在主瓣最大值的两侧,功率强度下降到最大值的一半(场强下降到最大值的0.707 倍, 3dB衰耗)的两个方向的夹角,表征了天线在指定方向上辐射功率的集中程度。
一般地,GSM H向基站水平面半功率波瓣宽度为65。
,在120°的小区边沿,天线辐射功率要比最大辐射方向上低9-10dB。
2、方向性参数不同的天线有不同的方向图,为表示它们集中辐射的程度,方向图的尖锐程度,我们引入方向性参数。
理想的点源天线辐射没有方向性,在各方向上辐射强度相等,方向是个球体。
我们以理想的点源天线作为标准与实际天线进行比较,在相同的辐射功率某天线产生于某点的电场强度平方E2与理想的点源天线在同一点产生的电场强度的平方E02的比值称为该点的方向性参数D=E2/E02。
3、天线增益增益和方向性系数同是表征辐射功率集中程度的参数,但两者又不尽相同。
增益是在同一输出功率条件下加以讨论的,方向性系数是在同一辐射功率条件下加以讨论的。
由于天线各方向的辐射强度并不相等,天线的方向性系数和增益随着观察点的不同而变化,但其变化趋势是一致的。
一般地,在实际应用中,取最大辐射方向的方向性系数和增益作为天线的方向性系数和增益。
另外,表征天线增益的参数有dBd和dBi。
DBi是相对于点源天线的增益,在各方向的辐射是均匀的;dBd相对于对称阵子天线的增益dBi=dBd+2.15。
相同的条件下,增益越高,电波传播的距离越远。
4、入阻输入阻抗输抗是指天线在工作频段的高频阻抗,即馈电点的高频电压与高频电流的比值,可用矢量网络测试分析仪测量,其直流阻抗为0 Q。
一、天线的几个重要参数介绍1.天线的输入阻抗天线的输入阻抗是天线馈电端输入电压与输入电流的比值。
天线与馈线的连接,最佳情形是天线输入阻抗是纯电阻且等于馈线的特性阻抗,这时馈线终端没有功率反射,馈线上没有驻波,天线的输入阻抗随频率的变化比较平缓。
天线的匹配工作就是消除天线输入阻抗中的电抗分量,使电阻分量尽可能地接近馈线的特性阻抗。
匹配的优劣一般用四个参数来衡量,即反射系数,行波系数,驻波比和回波损耗,四个参数之间有固定的数值关系,使用那一个纯出于习惯。
在我们日常维护中,用的较多的是驻波比和回波损耗。
xx:它是行波系数的倒数,其值在 1 到无穷大之间。
驻波比为1,表示完全匹配;驻波比为无穷大表示全反射,完全失配。
在移动通信系统中,一般要求驻波比小于1.5。
回波损耗:它是反射系数绝对值的倒数,以分贝值表示。
回波损耗的值在0dB 的到无穷大之间,回波损耗越大表示匹配越差,回波损耗越大表示匹配越好。
0 表示全反射,无穷大表示完全匹配。
在移动通信系统中,一般要求回波损耗大于14dB。
2.天线的极化方式所谓天线的极化,就是指天线辐射时形成的电场强度方向。
当电场强度方向垂直于地面时,此电波就称为垂直极化波;当电场强度方向平行于地面时,此电波就称为水平极化波。
由于电波的特性,决定了水平极化传播的信号在贴近地面时会在大地表面产生极化电流,极化电流因受大地阻抗影响产生热能而使电场信号迅速衰减,而垂直极化方式则不易产生极化电流,从而避免了能量的大幅衰减,保证了信号的有效传播。
因此,在移动通信系统中,一般均采用垂直极化的传播方式。
另外,随着新技术的发展,最近又出现了一种双极化天线。
就其设计思路而言,一般分为垂直与水平极化和±45极°化两种方式,性能上一般后者优于前者,因此目前大部分采用的是±45极°化方式。
双极化天线组合了+45°和-45 °两副极化方向相互正交的天线,并同时工作在收发双工模式下,大大节省了每个小区的天线数量;同时由于±45为°正交极化,有效保证了分集接收的良好效果。
无线增益天线的主要参数在认识无线增益天线之前我们有必要先来认识它的几个重要参数:频率范围:是指天线工作在哪个频段,这个参数决定了它适用于哪个无线标准的无线设备。
比如某天线的技术指标中频率范围为:2400 ~ 2485 MHz 表示它适用于工作频率在2.4GHz的802.11b和802.11g标准的无线设备。
而802.11a标准的无线设备则需要频率范围在5GHz的天线来匹配,所以在购买天线时一定要认准这个参数对应相应的产品。
增益:增益表示天线功率放大倍数,数值越大表示信号的放大倍数就越大,也就是说当增益数值越大,信号越强,传输质量就越好。
增益的单位是:dBi极化方向:所谓天线的极化方向,就是指天线辐射时形成的电场强度方向。
我们中学学过物理就知道电场周围会产生电磁场,而电磁场的方向垂直于电场,所以当电场强度方向垂直于地面时,此电波就称为垂直极化波,此时无线电波是水平向外传播的;当电场强度方向平行于地面时,此电波就称为水平极化波,此时无线电波是向垂直方向传播的。
由于电波的特性,决定了水平极化传播的信号在贴近地面时会在大地表面产生极化电流,极化电流因受大地阻抗影响产生热能而使电场信号迅速衰减,而垂直极化方式则不易产生极化电流,从而避免了能量的大幅衰减,保证了信号的有效传播。
无线天线有多种类型,按照天线的部署位置分为室内天线和室外天线。
室内天线用于室内传输距离近,发射接收功率较弱的环境,相反,室外天线一般传输距离远,发射接收功率大。
按照天线辐射和接收在水平面的方向性分为定向天线与全向天线。
所谓定向天线是指天线在对某个特定方向传来的信号特别灵敏并且发射信号时能量也是集中在某个特定方向上。
而全向天线可以接受水平方向来自各个角度的信号和向各个角度辐射信号。
另外,还有一种天线界于定向与全向之间就是扇面天线,它具有能量定向聚焦功能,可以在水平180,120,90的范围内进行有效覆盖,例如远程连接点在某一个角度范围内信号都比较集中而不是仅仅在某个特定方向信号较强时,可以采用扇面天线。
电调基站天线技术参数电调基站天线的技术参数主要包括以下几个方面:1.电气指标:•频率范围:例如1880~1920MHz,2010~2025MHz,2500~2690MHz等。
•极化方式:例如±45°。
•电下倾角:通常在0°到12°之间,也有可以达到2°到12°的产品。
•各单元端口以及校准端口驻波比:一般要求≤1.5。
•校准端口至各单元端口耦合度:一般在-26±2dB。
•增益:例如,水平面半功率波瓣宽度在65°±15°时,增益应≥16.5dBi;在业务波束0°波束时,增益应≥20dBi等。
•前后比:例如,水平面半功率波瓣宽度在65°±15°时,前后比应≥23dB。
2.机械指标:•水平波瓣宽度:例如65°±6°。
•垂直波瓣宽度:例如≥9°,也有产品可以达到≥6°。
•天线尺寸和重量:例如,尺寸为1785×500×158mm,重量为32.2kg。
•天线罩材质和颜色:例如,材质为UPVC,颜色为灰色。
3.其他参数:•上副瓣抑制:对于小区制蜂窝系统,为了提高频率复用能力,减少对邻区的同频干扰,基站天线波束赋形时应尽可能降低那些瞄准干扰区的副瓣,上第一副瓣电平应小于-18dB。
•波束下倾:由于覆盖或网络优化的需要,基站天线的俯仰面波束指向需要调整。
此外,根据具体的应用场景和需求,电调基站天线还可以定制一些特殊的参数,例如直径规格、电压范围、功率范围、输出转速、速比范围、输出力矩以及齿轮材质等。
请注意,以上参数只是部分电调基站天线的参数示例,并非所有电调基站天线都具有相同的参数。
具体的参数应根据产品规格和应用场景进行选择。
同时,由于技术的不断发展,新的参数和指标也可能会出现。
一、天线的几个重要参数介绍1.天线的输入阻抗天线的输入阻抗是天线馈电端输入电压与输入电流的比值。
天线与馈线的连接,最佳情形是天线输入阻抗是纯电阻且等于馈线的特性阻抗,这时馈线终端没有功率反射,馈线上没有驻波,天线的输入阻抗随频率的变化比较平缓。
天线的匹配工作就是消除天线输入阻抗中的电抗分量,使电阻分量尽可能地接近馈线的特性阻抗。
匹配的优劣一般用四个参数来衡量,即反射系数,行波系数,驻波比和回波损耗,四个参数之间有固定的数值关系,使用那一个纯出于习惯。
在我们日常维护中,用的较多的是驻波比和回波损耗。
xx:它是行波系数的倒数,其值在1到无穷大之间。
驻波比为1,表示完全匹配;驻波比为无穷大表示全反射,完全失配。
在移动通信系统中,一般要求驻波比小于1.5。
回波损耗:它是反射系数绝对值的倒数,以分贝值表示。
回波损耗的值在0dB的到无穷大之间,回波损耗越大表示匹配越差,回波损耗越大表示匹配越好。
0表示全反射,无穷大表示完全匹配。
在移动通信系统中,一般要求回波损耗大于14dB。
2.天线的极化方式所谓天线的极化,就是指天线辐射时形成的电场强度方向。
当电场强度方向垂直于地面时,此电波就称为垂直极化波;当电场强度方向平行于地面时,此电波就称为水平极化波。
由于电波的特性,决定了水平极化传播的信号在贴近地面时会在大地表面产生极化电流,极化电流因受大地阻抗影响产生热能而使电场信号迅速衰减,而垂直极化方式则不易产生极化电流,从而避免了能量的大幅衰减,保证了信号的有效传播。
因此,在移动通信系统中,一般均采用垂直极化的传播方式。
另外,随着新技术的发展,最近又出现了一种双极化天线。
就其设计思路而言,一般分为垂直与水平极化和±45°极化两种方式,性能上一般后者优于前者,因此目前大部分采用的是±45°极化方式。
双极化天线组合了+45°和-45°两副极化方向相互正交的天线,并同时工作在收发双工模式下,大大节省了每个小区的天线数量;同时由于±45°为正交极化,有效保证了分集接收的良好效果。
(其极化分集增益约为5dB,比单极化天线提高约2dB。
)3.天线的增益天线增益是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力,它是选择基站天线最重要的参数之一。
一般来说,增益的提高主要依靠减小垂直面向辐射的波瓣宽度,而在水平面上保持全向的辐射性能。
天线增益对移动通信系统的运行质量极为重要,因为它决定蜂窝边缘的信号电平。
增加增益就可以在一确定方向上增大网络的覆盖范围,或者在确定范围内增大增益余量。
任何蜂窝系统都是一个双向过程,增加天线的增益能同时减少双向系统增益预算余量。
4.天线的波瓣宽度波瓣宽度是定向天线常用的一个很重要的参数,它是指天线的辐射图中低于峰值3dB处所成夹角的宽度(天线的辐射图是度量天线各个方向收发信号能力的一个指标,通常以图形方式表示为功率强度与夹角的关系)。
天线垂直的波瓣宽度一般与该天线所对应方向上的覆盖半径有关。
因此,在一定范围内通过对天线垂直度(俯仰角)的调节,可以达到改善小区覆盖质量的目的,这也是我们在网络优化中经常采用的一种手段。
二、移动通信系统中几种天线的比较及选择移动通信天线的技术发展很快,最初中国主要使用普通的定向和全向型移动天线,后来普遍使用机械天线,现在一些省市的移动网已经开始使用电调天线和双极化移动天线。
由于目前移动通信系统中使用的各种天线的使用频率,增益和前后比等指标差别不大,都符合网络指标要求,我们将重点从移动天线下倾角度改变对天线方向图及无线网络的影响方面,对上述几种天线进行分析比较。
1.机械天线。
所谓机械天线,即指使用机械调整下倾角度的移动天线。
机械天线与地面垂直安装好以后,如果因网络优化的要求,需要调整天线背面支架的位置改变天线的倾角来实现。
在调整过程中,虽然天线主瓣方向的覆盖距离明显变化,但天线垂直分量和水平分量的幅值不变,所以天线方向图容易变形。
实践证明:机械天线的最佳下倾角度为1°-5°;当下倾角度在5°-10°变化时,其天线方向图稍有变形但变化不大;当下倾角度在10°-15°变化时,其天线方向图变化较大;当机械天线下倾15°后,天线方向图形状改变很大,从没有下倾时的鸭梨形变为纺锤形,这时虽然主瓣方向覆盖距离明显缩短,但是整个天线方向图不是都在本基站扇区内,在相邻基站扇区内也会收到该基站的信号,从而造成严重的系统内干扰。
另外,在日常维护中,如果要调整机械天线下倾角度,整个系统要关机,不能在调整天线倾角的同时进行监测;机械天线调整天线下倾角度非常麻烦,一般需要维护人员爬到天线安放处进行调整;机械天线的下倾角度是通过计算机模拟分析软件计算的理论值,同实际最佳下倾角度有一定的偏差;机械天线调整倾角的步进度数为1°,三阶互调指标为-120dBc。
2.电调天线。
所谓电调天线,即指使用电子调整下倾角度的移动天线。
电子下倾的原理是通过改变共线阵天线振子的相位,改变垂直分量和水平分量的幅值大小,改变合成分量场强强度,从而使天线的垂直方向性图下倾。
由于天线各方向的场强强度同时增大和减小,保证在改变倾角后天线方向图变化不大,使主瓣方向覆盖距离缩短,同时又使整个方向性图在服务小区扇区内减小覆盖面积但又不产生干扰。
实践证明,电调天线下倾角度在1°-5°变化时,其天线方向图与机械天线的大致相同;当下倾角度在5°-10°变化时,其天线方向图较机械天线的稍有改善;当下倾角度在10°-15°变化时,其天线方向图较机械天线的变化较大;当机械天线下倾15°后,其天线方向图较机械天线的明显不同,这时天线方向图形状改变不大,主瓣方向覆盖距离明显缩短,整个天线方向图都在本基站扇区内,增加下倾角度,可以使扇区覆盖面积缩小,但不产生干扰,这样的方向图是我们需要的,因此采用电调天线能够降低呼损,减小干扰。
另外,电调天线允许系统在不停机的情况下对垂直方向性图下倾角进行调整,实时监测调整的效果,调整倾角的步进精度也较高(为0.1°),因此可以对网络实现精细调整;电调天线的三阶互调指标为-150dBc,较机械天线相差30dBc,有利于消除邻频干扰和杂散干扰。
3.双极化天线。
双极化天线是一种新型天线技术,组合了+45°和-45°两副极化方向相互正交的天线并同时工作在收发双工模式下,因此其最突出的优点是节省单个定向基站的天线数量;一般GSM数字移动通信网的定向基站(三扇区)要使用9根天线,每个扇形使用3根天线(空间分集,一发两收),如果使用双极化天线,每个扇形只需要1根天线;同时由于在双极化天线中,±45°的极化正交性可以保证+45°和-45°两副天线之间的隔离度满足互调对天线间隔离度的要求(≥30dB),因此双极化天线之间的空间间隔仅需20-30cm;另外,双极化天线具有电调天线的优点,在移动通信网中使用双极化天线同电调天线一样,可以降低呼损,减小干扰,提高全网的服务质量。
如果使用双极化天线,由于双极化天线对架设安装要求不高,不需要征地建塔,只需要架一根直径20cm的铁柱,将双极化天线按相应覆盖方向固定在铁柱上即可,从而节省基建投资,同时使基站布局更加合理,基站站址的选定更加容易。
对于天线的选择,我们应根据自己移动网的覆盖,话务量,干扰和网络服务质量等实际情况,选择适合本地区移动网络需要的移动天线:在基站密集的高话务地区,应该尽量采用双极化天线和电调天线,在边、郊等话务量不高,基站不密集地区和只要求覆盖的地区,可以使用传统的机械天线。
我国目前的移动通信网在高话务密度区的呼损较高,干扰较大,其中一个重要原因是机械天线下倾角度过大,天线下倾角度过大,天线方向图严重变形。
要解决高话务区的容量不足,必须缩短站距,加大天线下倾角度,但是使用机械天线,下倾角度大于5°时,天线方向图就开始变形,超过10°时,天线方向图严重变形,因此采用机械天线,很难解决用户高密度区呼损高、干扰大的问题。
因此建议在高话务密度区采用电调天线或双极化天线替换机械天线,替换下来的机械天线可以安装在农村,郊区等话务密度低的地区。
三、天线调整在移动通信系统中的应用天线是无线信号与基站之间的接口,在整个无线网络中起着很重要的作用。
天线的正确安装,天线参数的正确调整(包括天线高度、俯仰角、方位角),对无线网络的信号质量有着很大的影响,能够较为有效的改善系统的掉话率,接通率。
阻塞率等运行质量指标,改善无线信号及无线环境。
1.天线的安装由于移动通信的迅猛发展,目前全国许多地区存在多网并存的局面,即A、B、G三网并存,其中有些地区的G网还包括GSM9000和GSM1800。
为充分利用资源,实现资源共享,我们一般采用天线共塔的形式。
这就涉及到天线的正确安装问题,即如何安装才能尽可能地减少天线之间的相互影响。
在工程中我们一般用隔离度指标来衡量,通常要求隔离度应至少大于30dB,为满足该要求,常采用使天线在垂直方向隔开或在水平方向隔开的方法,实践证明,在天线间距相同时,垂直安装比水平安装能获得更大的隔离度。
总的来说,天线的安装应注意以下几个问题:(1)定向天线的塔侧安装:为减少天线铁塔对天线方向性图的影响,在安装时应注意:定向天线的中心至铁塔的距离为λ/4或3λ/4时,可获得塔外的最大方向性。
(2)全向天线的塔侧安装:为减少天线铁塔对天线方向性图的影响,原则上天线铁塔不能成为天线的反射器。
因此在安装中,天线总应安装于棱角上,且使天线与铁塔任一部位的最近距离大于λ。
(3)多天线共塔:要尽量减少不同网收发信天线之间的耦合作用和相互影响,设法增大天线相互之间的隔离度,最好的办法是增大相互之间的距离。
天线共塔时,应优先采用垂直安装。
(4)对于传统的单极化天线(垂直极化),由于天线之间(RX-TX,TX-TX)的隔离度(≥30dB)和空间分集技术的要求,要求天线之间有一定的水平和垂直间隔距离,一般垂直距离约为50cm,水平距离约为4.5m,这时必须增加基建投资,以扩大安装天线的平台,而对于双极化天线(±45°极化),由于±45°的极化正交性可以保证+45°和-45°两副天线之间的隔离度满足互调对天线间隔离度的要求(≥30dB),因此双极化天线之间的空间间隔仅需20-30cm,移动基站可以不必兴建铁塔,只需要架一根直径20cm的铁柱,将双极化天线按相应覆盖方向固定在铁柱上即可。
2.天线参数的调整(1)天线高度的调整天线高度直接与基站的覆盖范围有关。