定向天线合成取代全向侦察天线性能分析
微波通信系统的天线设计和性能分析
微波通信系统的天线设计和性能分析微波通信系统是指频率在1GHz至30GHz之间的通信系统，它被广泛应用于卫星通信、雷达、无线电等多个领域。
在微波通信系统中，天线是实现无线电信号的传输和接收的关键组件之一。
本文将介绍微波通信系统中天线的设计和性能分析。
一、微波通信系统中的天线设计1.天线的基本原理天线是电磁波的发射和接收器件，它将电流转换为无线电磁波并将无线电磁波转换为电流。
在微波通信系统中，天线的设计要根据频率要求、辐射参数以及实际应用环境等方面进行考虑。
2.天线的结构和特性微波通信系统中使用的天线主要有微带天线、束流天线、全向天线和定向天线等。
它们在结构和性能上具有不同的特点，如微带天线适用于小型化设备，全向天线适用于需要广泛覆盖区域的场合，定向天线适用于长距离传输、高速传输及对信号抗干扰要求高的场合等。
3.微波天线的设计步骤微波天线的设计步骤一般分为以下几个步骤：（1）确定工作频带和相关性能指标，如工作频率、辐射功率、辐射方向等。
（2）选择适当的天线类型，如微带天线、束流天线、全向天线或定向天线等。
（3）优化天线的结构参数，如天线的长度、宽度、形状和材质等。
（4）进行天线的仿真和分析，如使用电磁场仿真软件进行仿真和分析。
（5）制作天线并进行测试和调试，如使用矢量网络分析仪进行测试和调试，确保天线达到设计要求。
二、微波通信系统中天线性能分析1.天线的增益和方向图天线的增益是用来衡量天线向特定方向辐射电磁辐射能力的一个参数。
方向图是衡量天线辐射方向和辐射功率分布的参数。
2.天线的匹配和带宽天线的匹配性能是指天线能够将信号源的输出阻抗与空气中的阻抗之间实现良好的匹配的能力。
带宽是指天线能够在整个工作频率带内达到较好的性能。
3.天线的功率承受能力和辐射效率天线的功率承受能力是指天线能够承受的最大辐射功率。
而辐射效率是指天线的电磁能转化为辐射能的比例。
4.天线的抗干扰和误码率天线的抗干扰能力是指天线在受到干扰时所表现出的抵抗能力。
全向圆极化天线的研究
摘要全向圆极化天线由于其具有圆极化辐射和全向辐射的双重特性，能比传统定向天线提供更大的信号覆盖范围，同时具有圆极化的抑制云雨干扰与抗多径反射特性，被广泛应用于遥感遥测、空间飞行器（飞机、导弹、火箭等）、广播电视系统和卫星定位等各个方面。
全球卫星导航定位系统（GNSS）在实际生活应用中所呈现的反应快、效率高、定位准确等特点，其应用己经深入人们的日常生活中。
为了提高卫星导航天线的覆盖面积，对于全向圆极化天线在需求巨大。
就目前情况来看，制约该类天线应用的主要问题是其阻抗带宽和轴比带宽过窄。
可以预见，小型化宽带全向圆极化天线将在未来的无线通信领域扮演不可或缺的角色。
本论文中介绍全向圆极化的研究背景和意义，分析全向圆极化天线的发展趋势和所面临的一些问题，归纳了目前全向圆极化天线的一些国内外的相关研究现状。
本论文的研究内容主要围绕全向圆极化天线的设计所展开，研究成果具有一定的创新性，在工程实践中也具有一定的意义。
本论文的创新成果具体为：1、设计了一种基于单极子和环形枝节的全向圆极化天线，仿真和实测结果表明，该天线可以得到很好的全向圆极化辐射特性。
天线的尺寸为0.24λ0*0.24λ0*0.12λ0，该天线具有的10-d B回波损耗带宽和3-dB轴比带宽分别为4.4%和6.4%。
天线结构简单紧凑，可以在很大程度上减小天线的尺寸，满足特殊场合的小型化要求。
2、设计了一种基于十字交叉偶极子的全向圆极化天线，天线包含4个十字交叉偶极子和一个馈电网络，十字交叉偶极子的水平部分臂和垂直部分臂分别控制远场的水平极化和垂直极化电场，对该天线全向圆极化的工作原理进行了深入研究，天线具有的10-dB回波损耗带宽和3-dB轴比带宽分别为28.9%和17.9%。
3、设计了一种基于弯折偶极子的全向圆极化天线，天线包含4个弯折偶极子和一个馈电网络，通过把偶极子进行弯折，弯折偶极子的水平部分和垂直部分的电流分别控制远场水平极化和垂直极化，根据弯折偶极子的电流分布，分析水平远场水平方向和垂直方向的电场分布和90°相位差原理。
全向天线和定向天线的区别(2.4G WiFi)
全向天线和定向天线的差异天线对空间不同方向具有不同的辐射或接收能力，这就是天线的方向性。
根据方向性的不同，天线有全向和定向两种。
下面主要讲解一下它们之间的区别以及相关参数。
【全向天线】：全向天线，即在水平方向图上表现为360°都均匀辐射，也就是平常所说的无方向性。
一般情况下波瓣宽度越小，增益越大。
全向天线在通信系统中一般应用距离近，覆盖范围大，价格便宜。
增益一般在9dB以下。
下图所示为全向天线的信号辐射图。
全向天线的辐射范围比较象一个苹果【定向天线】：定向天线，在水平方向图上表现为一定角度范围辐射，也就是平常所说的有方向性。
同全向天线一样，波瓣宽度越小，增益越大。
定向天线在通信系统中一般应用于通信距离远，覆盖范围小，目标密度大，频率利用率高的环境。
从增益上看是两种天线没有区别，但有一条非常重要的是：定向天线正因为它的指向尖锐，对于来自指向外的干扰信号都被很好地屏蔽了，这对评价接收效果也是十分重要的指标！我们也可以这样子来思考全向天线和定向天线之间的关系：全向天线会向四面八方发射信号，前后左右都可以接受到信号，定向天线就好像在天线后面罩一个碗壮的反射面，信号只能向前面传递，射向后面的信号被反射面挡住并反射到前方，加强了前面的信号强度。
下图为定向天线的信号辐射图。
定向天线的主要辐射范围象个倒立的不太完整的圆锥通过上文我们能够形象的认识到什么是全向天线，什么是定向天线，那么在实际应用时该注意些什么呢？天线的选购如果需要满足多个站点，并且这些站点是分布在AP的不同方向时，需要采用全向天线；如果集中在一个方向，建议采用定向天线；另外还要考虑天线的接头形式是否和AP匹配、天线的增益大小等是否符合您的需求；天线的安装对于室外天线，天线与无线AP之间需要增加防雷设备；定向天线要注意天线的正面朝向远端站点的方向；天线应该安装在尽可能高的位置，天线和站点之间尽可能满足视距（肉眼可见，中间避开障碍）。
附：TL-ANT2414A天线参数增益：14dBi（天线的重要参数，一般来说越大越好）驻波比：<1.92（反映发射能量是否能够有效传输到天线的参数，一般来说越接近于1越好）输入阻抗：50Ω（现代产品一般都为50Ω，一般不用担心匹配问题）最大功率：1W（所能接收的最大的功率，关系不大）接头形式：REVERSE SMA母座（倒置）（接头，注意是否匹配）电缆xx：1米（馈线xx）波瓣宽度：水平和垂直方向均为60度（电磁波辐射的角度，要认真比较是否满足您的现实环境，2409A和2406A的波瓣宽度：水平和垂直方向均为120度）其它内容收集：小灵通手机的功率很小，平均功率只有10mW，因此基站上行采用8天线分集接收（UT500mW为例），采用8根全向天线的上行分集增益在6到8dB左右，而定向天线的上行分集增益较差，在3到4dB左右，因此采用定向天线的基站的无线侧指标（如建立在请求率，切换掉话率，TCH接入成功率）相对较差。
天馈安装导致的无线覆盖问题的分析及解决
天馈安装导致的无线覆盖问题的分析及解决摘要：良好的无线覆盖不但来自于建设初期的规划、勘宗设计，同样与无线基站施工质量密不可分。
天馈系统是基站无线侧的重要组成部分，天馈系统的安装也关系到移动网络的质量，特别是由于安装工程施工不规范，就可能引起显著的无线覆盖问题，带来通信故障，同时也为后续网络运维埋下隐患。
关键词：天馈安装；无线覆盖；分析与解决天馈线系统是由天线和传输连线（也称馈线）组成。
它的技术性能、质量指标直接影响到共用天馈线系统的各微波波道的通信质量。
一、现地安装工程设备的搬运和设备捆包材的拆卸。
因设备重量大，在移动，搬运，拆卸时具有危险性。
另外发射机为精密设备、含有一部分不抗震动、撞击的部品。
需要移动，搬运，拆卸等时请委托专业厂家来进行。
如高山发射台时要对捆包材料特殊处理，如木箱要经过熏蒸等处理后才能运输。
设备包装拆除过程中按包装方式对应拆除.严禁蛮力拆除防止损坏设备。
机械部分和电气部分设备的复原。
现地工程开始后工程人员首先根据现地布局图和现地作业指示书等技术资料先对发射机进行复原。
设备的复原要满足电气装置安装工程施工及验收规范的要求。
接地要采用建筑物内设置铜板与发射机的地线连接，最后铜板和建筑物的地线连接的方法，不能根据建筑物周围多点接地来降低接地阻抗。
防雷变压器的设计，防雷变压器初级(380V)采用△接法，次级(220V)采用Y接法，变压器的初级和次级有屏蔽。
屏蔽和次级的地线连接，发射机的地线和防雷变压器的地线连接并与建筑物的大地连接到‘起。
供电系统的连接，工程人员首先根据说明书和现地作业指示书内电气配线图对现地设备的各单元进行配线，要确认连线有无错误，与图纸标注要相符，各端子标签与连接端子正确，所有螺丝要完全拧紧。
馈管的加工与连接，喉箍和抱箍拧紧，馈管间隙在lmm以内，工程人员根据现地布局图对馈管的尺寸及布局测量，并进行预加工，并对馈管连接处进行打磨保证良好的接地，插芯安装时要确认插芯连接紧凑，无松动。
天线性能的主要参数
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。
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，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。
全向天线与定向天线
全向天线与定向天线ContentsIntroductionPrerequisitesRequirementsComponents UsedConventions基本定义和天线概念室内作用Omni天线利弊定向天线利弊干扰结论Related InformationIntroduction本文产生基本的天线定义并且与在omni和定向天线利弊的一个重点讨论天线概念。
PrerequisitesRequirementsThere are no specific requirements for this document.Components UsedThis document is not restricted to specific software and hardware versions.ConventionsRefer to Cisco Technical Tips Conventions for more information on document conventions.基本定义和天线概念天线产生无线系统三个根本属性：增益、方向和极化。
增益是增量测量在功率的。
增益是相当数量在天线添加到无线电频率(RF)信号的能量的增量。
方向是发射模式的形状。
当定向天线的增益增加，辐射角度通常减少。
这提供一个更加了不起的覆盖距离，但是一个减少的覆盖角度。
覆盖区域或辐射图用程度被测量。
这些角度用程度被测量和称为波束宽度。
天线是为信号不提供任何被添加的功率的一个无源设备。
反而，从发射机接受的天线重定向能量。
此能量的重定向有提供更多能量效果在一个方向和在其他方向的较少能量。
波束宽度在水平的和垂直的无格式被定义。
波束宽度是在半功率点(3dB之间的有角分离点)在天线的辐射图在所有飞机的。
所以，为了天线您有水平的波束宽度和垂直的波束宽度。
图 1：天线波束宽度天线是额定的与各向同性或偶极天线比较。
一个各向同性的天线是有一个统一三维辐射图的一个理论上的天线(类似于一个电灯泡没有反射器)。
天线 结构 分类
天线结构分类天线是一种用于接收和发送无线电波的装置，它是无线通信系统中不可或缺的部分。
根据天线的结构和工作原理的不同，可以将天线分为几个不同的分类。
本文将详细介绍不同类型的天线结构及其应用。
一、全向天线全向天线是最常见的一种天线结构，它可以在所有方向上接收和发送无线电信号。
全向天线的设计目标是尽量均匀地辐射和接收信号，使信号覆盖范围最大化。
全向天线广泛应用于广播、电视、无线通信等领域，以提供广范围的信号覆盖。
二、定向天线定向天线是一种只在某个特定方向上辐射或接收信号的天线。
定向天线通过集中能量，提高天线的增益，从而实现远距离通信。
定向天线常用于无线电通信中的长距离传输，如雷达系统、卫星通信等。
三、扇形天线扇形天线是一种具有特定扇形辐射图案的天线，适合在特定区域内进行无线通信。
扇形天线可以通过调整天线的辐射图案来实现不同方向上的信号覆盖。
扇形天线常用于无线网络、移动通信基站等场景中，以提供特定区域的无线覆盖。
四、天线阵列天线阵列是由多个天线单元组成的一种天线结构。
天线阵列通过控制每个天线单元的相位和幅度来实现特定的辐射图案和波束形成。
天线阵列具有较高的增益和方向性，常用于雷达系统、通信系统等需要较高性能的应用中。
五、微带天线微带天线是一种结构简单、体积小的天线，广泛应用于移动通信、无线传感网络等场景。
微带天线通过在介质基板上制作导电贴片来实现辐射和接收信号。
微带天线具有体积小、重量轻、制作简单等优点，逐渐成为无线通信领域的主流天线。
六、螺旋天线螺旋天线是一种具有螺旋形结构的天线，常用于卫星通信、无线电望远镜等领域。
螺旋天线通过螺旋形结构实现特定的辐射特性，具有宽频带、较高的增益等特点。
螺旋天线在航空航天、无线电观测等领域有着重要的应用。
七、折叠天线折叠天线是一种结构紧凑、易于收纳的天线，常用于便携式无线通信设备。
折叠天线通过折叠和展开的方式实现天线的收纳和展开，便于携带和使用。
折叠天线广泛应用于移动电话、对讲机等便携式通信设备中。
全向和定向天线
天线对空间不同方向具有不同的辐射或接收能力，这就是天线的方向性。
根据方向性的不同，天线有全向和定向两种。
下面主要讲解一下它们之间的区别以及相关参数。
全向天线：全向天线，即在水平方向图上表现为360°都均匀辐射，也就是平常所说的无方向性，在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束，一般情况下波瓣宽度越小，增益越大。
全向天线在通信系统中一般应用距离近，覆盖范围大，价格便宜。
增益一般在9dB以下。
下图所示为全向天线的信号辐射图。
全向天线的辐射范围比较象一个苹果定向天线：定向天线，在在水平方向图上表现为一定角度范围辐射，也就是平常所说的有方向性，在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束，同全向天线一样，波瓣宽度越小，增益越大。
定向天线在通信系统中一般应用于通信距离远，覆盖范围小，目标密度大，频率利用率高。
有通过反射板的定向天线，也有通过阵列合成而成（成本太高，特别相控阵天线，一个移相器有上千块，一个T/R组件大概上万），增益可达到20dB以上。
在卫星通信中用到高增益螺旋天线。
我们也可以这样子来思考全向天线和定向天线之间的关系：全向天线会向四面八方发射信号，前后左右都可以接受到信号，定向天线就好像在天线后面罩一个碗壮的反射面，信号只能向前面传递，射向后面的信号被反射面挡住并反射到前方，加强了前面的信号强度。
下图为定向天线的信号辐射图。
定向天线的主要辐射范围象个倒立的不太完整的圆锥通过上文我们能够形象的认识到什么是全向天线，什么是定向天线，那么在实际应用时该注意些什么呢？天线的选购如果需要满足多个站点，并且这些站点是分布在AP的不同方向时，需要采用全向天线；如果集中在一个方向，建议采用定向天线；另外还要考虑天线的接头形式是否和AP匹配、天线的增益大小等是否符合您的需求；天线的安装对于室外天线，天线与无线AP之间需要增加防雷设备；定向天线要注意天线的正面朝向远端站点的方向；天线应该安装在尽可能高的位置，天线和站点之间尽可能满足视距（肉眼可见，中间避开障碍）。
定向天线提高增益的原理
定向天线提高增益的原理定向天线是一种利用特殊设计的结构来提高信号接收和发射的效果的天线。
它的原理是通过改变天线的辐射特性，将天线的辐射能量集中在特定的方向上，从而提高信号的接收或发射增益。
下面将详细介绍定向天线提高增益的原理。
首先，我们需要了解天线增益的概念。
天线增益是指天线在特定方向上辐射能量的能力，通常用分贝（dB）表示。
天线增益的提高可以通过两种方式实现：增加天线尺寸和改变辐射特性。
然而，在大多数情况下，由于空间和成本的限制，增加天线尺寸并不是可行的选择。
因此，利用定向天线的原理来改变辐射特性成为了提高增益的主要方式。
定向天线的基本原理是通过改变天线的辐射模式来实现信号的定向传输和接收。
它主要依靠两个关键技术：波束形成和辐射矩阵。
波束形成是指通过控制天线的辐射模式，将信号的能量集中在特定的方向上。
在传统的全向天线中，辐射模式是均匀分布的，即信号能够在天线的所有方向上均匀接收或发射。
而在定向天线中，通过在天线结构中引入特殊的阵列或反射体来改变辐射模式，实现将能量集中在特定的方向上。
辐射矩阵是指通过改变天线的相位和振幅分布，实现信号的定向传输和接收。
通过调节天线阵元间的相位和振幅差异，可以使得信号在特定方向上相干叠加，从而形成强大的辐射波束。
这种相干叠加的原理也称为相干叠加干涉原理，是实现定向辐射的重要手段。
定向天线的设计和实现还需要考虑多种因素，包括天线阵列的结构、阵元间的距离和相位差、阵元的激励方式等。
其中，天线阵列的结构是定向天线设计的关键因素之一。
常见的天线阵列结构包括线性阵列、面阵列和圆阵列等。
不同的阵列结构可以提供不同的辐射特性，例如更加集中的辐射波束或更窄的辐射角度。
另外，天线阵列中阵元的布局和尺寸也会影响天线的辐射特性。
通常情况下，阵元之间的距离越小，天线的辐射角度越小，天线的增益也会更高。
此外，通过调节阵元的相位差，可以改变辐射波束的方向和宽度，从而实现对信号的定向传输和接收。
全向天线和定向天线的差异
全向天线和定向天线的差异发表时间：2007-04-16 14:09:56.0 作者：CBISMB编辑天线对空间不同方向具有不同的辐射或接收能力，这就是天线的方向性。
根据方向性的不同，天线有全向和定向两种。
下面主要讲解一下它们之间的区别以及相关参数。
全向天线：全向天线，即在水平方向图上表现为360?都均匀辐射，也就是平常所说的无方向性，在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束，一般情况下波瓣宽度越小，增益越大。
全向天线在通信系统中一般应用距离近，覆盖范围大，价格便宜。
增益一般在9dB 以下。
下图所示为全向天线的信号辐射图。
全向天线的辐射范围比较象一个苹果定向天线：定向天线，在在水平方向图上表现为一定角度范围辐射，也就是平常所说的有方向性，在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束，同全向天线一样，波瓣宽度越小，增益越大。
定向天线在通信系统中一般应用于通信距离远，覆盖范围小，目标密度大，频率利用率高。
有通过反射板的定向天线，也有通过阵列合成而成（成本太高，特别相控阵天线，一个移相器有上千块，一个T/R组件大概上万），增益可达到20dB以上。
在卫星通信中用到高增益螺旋天线。
我们也可以这样子来思考全向天线和定向天线之间的关系：全向天线会向四面八方发射信号，前后左右都可以接受到信号，定向天线就好像在天线后面罩一个碗壮的反射面，信号只能向前面传递，射向后面的信号被反射面挡住并反射到前方，加强了前面的信号强度。
下图为定向天线的信号辐射图。
定向天线的主要辐射范围象个倒立的不太完整的圆锥通过上文我们能够形象的认识到什么是全向天线，什么是定向天线，那么在实际应用时该注意些什么呢？天线的选购如果需要满足多个站点，并且这些站点是分布在AP的不同方向时，需要采用全向天线；如果集中在一个方向，建议采用定向天线；另外还要考虑天线的接头形式是否和AP匹配、天线的增益大小等是否符合您的需求；天线的安装对于室外天线，天线与无线AP之间需要增加防雷设备；定向天线要注意天线的正面朝向远端站点的方向；天线应该安装在尽可能高的位置，天线和站点之间尽可能满足视距（肉眼可见，中间避开障碍）。
通信基站天线性能评估与选择指南
通信基站天线性能评估与选择指南随着通信技术的不断发展，通信基站天线作为通信系统的重要组成部分，其性能评估与选择变得尤为重要。
本文旨在提供一份通信基站天线性能评估与选择的指南，帮助读者了解如何评估和选择适合其需求的天线。
一、基本概述通信基站天线承担着将无线信号从基站传输到用户设备或从用户设备传输回基站的重要任务。
其性能直接影响到通信系统的覆盖范围、信号质量和网络容量等方面。
因此，在选择通信基站天线时，需要考虑多种因素。
二、性能评估指标1. 频段覆盖：天线应能覆盖所需的通信频段，以满足不同技术标准和频段的要求。
2. 增益和方向性：天线的增益和方向性直接影响到信号的传输距离和覆盖范围，需要根据具体场景选择合适的增益和方向性。
3. 驻波比：驻波比反映了天线与传输线之间的匹配程度，较低的驻波比意味着更高的信号传输效率。
4. 极化方式：天线的极化方式应与系统要求相匹配，常见的极化方式包括垂直极化和水平极化。
5. 天线效率：天线效率直接影响到信号的传输损耗，应尽量选择效率较高的天线。
三、选择指南1. 确定需求：首先需要明确通信系统的需求，包括覆盖范围、信号质量要求和频段等。
2. 选择合适的类型：根据需求选择合适的天线类型，例如定向天线、全向天线或扇形天线等。
3. 评估性能指标：针对所选类型的天线，评估其性能指标，包括频段覆盖、增益、驻波比等。
4. 考虑场景特点：考虑通信场景的特点，包括地形、建筑物和信号干扰等因素，选择适合的天线方向和极化方式。
5. 价格和供应商：考虑天线的价格和供应商的信誉度，选择性价比较高的产品。
四、案例分析以某城市通信网络升级为例，根据城市的地形和建筑物分布，选择了具有较高增益和定向性的扇形天线，通过实测数据验证了其覆盖范围和信号质量满足了城市通信需求。
五、总结与展望通信基站天线的性能评估与选择是通信系统建设中的重要环节，需要综合考虑多种因素。
随着通信技术的不断发展，相信未来会有更多高性能的天线产品涌现，为通信系统的建设提供更好的支持。
天线实验报告
天线实验报告天线实验报告引言：天线是无线通信系统中不可或缺的重要组成部分，它起着收发信号的关键作用。
在本次实验中，我们将对不同类型的天线进行测试和比较，以评估它们的性能和适用范围。
通过实验数据的分析，我们可以更好地了解天线的特性和优劣，为无线通信系统的设计和优化提供有益的参考。
一、天线类型1.1 定向天线定向天线是一种具有较高增益的天线，它能够将信号的主要能量定向发送或接收到特定的方向。
在实验中，我们使用了一款定向天线进行测试，并记录了其接收到的信号强度和方向。
通过比较不同方向上的信号强度，我们可以确定定向天线的辐射方向和覆盖范围。
1.2 环形天线环形天线是一种常用于无线通信系统的全向天线，它具有较为均匀的辐射特性。
在实验中，我们测试了环形天线的辐射图案和信号覆盖范围。
通过测量不同方向上的信号强度，我们可以评估环形天线的全向性能和辐射效果。
二、实验过程2.1 实验设备我们使用了一台信号发生器、一台功率计、一台频谱分析仪和一台天线测试仪作为实验设备。
信号发生器用于产生特定频率和幅度的信号，功率计用于测量信号的功率，频谱分析仪用于分析信号的频谱特性，而天线测试仪则用于测量天线的增益和辐射特性。
2.2 测试步骤首先，我们将信号发生器连接到天线测试仪，设置特定的频率和功率。
然后，将天线与天线测试仪相连，并将其放置在指定的位置。
接下来，我们使用功率计和频谱分析仪分别测量信号的功率和频谱特性。
通过调整天线的方向和位置，我们记录了不同条件下的信号强度和辐射图案。
三、实验结果3.1 定向天线测试结果通过实验数据的分析，我们发现定向天线在特定方向上的信号强度明显高于其他方向。
这表明定向天线具有较好的定向性能，适用于需要远距离传输和高增益的场景。
然而，在非指向性需求较强的应用中，定向天线的使用可能会受到限制。
3.2 环形天线测试结果与定向天线相比，环形天线在不同方向上的信号强度相对均匀。
这使得环形天线适用于需要全向覆盖和较小增益要求的场景，例如室内无线通信系统。
定向天线 极化方式
定向天线极化方式摘要：1.定向天线的概念与分类2.定向天线的极化方式3.极化方式对定向天线性能的影响4.实际应用中的定向天线选择正文：一、定向天线的概念与分类定向天线，顾名思义，是一种能够实现信号传输方向控制的天线。
与全向天线相比，定向天线在特定方向上的信号传输效率更高，抗干扰能力更强。
根据天线结构的不同，定向天线可分为阵列天线和单体天线。
其中，阵列天线由多个天线单元组成，通过调整天线单元之间的相对位置和馈电关系实现定向；单体天线则通过改变天线本身的形状和结构来实现定向。
二、定向天线的极化方式定向天线的极化方式是指天线在发送和接收信号时，电场振动的方向。
根据电场振动方向的不同，定向天线的极化方式可分为以下几种：1.水平极化：电场振动方向与地面平行。
2.垂直极化：电场振动方向与地面垂直。
3.圆极化：电场振动方向呈圆形，且与地面垂直。
4.椭圆极化：电场振动方向呈椭圆形，且与地面垂直。
三、极化方式对定向天线性能的影响不同的极化方式对定向天线的性能有很大影响。
在实际应用中，通常根据通信系统的需求和信道特性来选择合适的极化方式。
例如，对于长距离通信，通常采用水平极化方式，因为水平极化信号在穿过地球大气层时，信号衰减较小；而对于多径效应较严重的城市环境，可采用垂直极化方式，以减少多径效应对信号的影响。
四、实际应用中的定向天线选择在实际应用中，天线工程师需要根据系统的通信距离、信道特性、干扰环境等多方面因素来综合考虑，选择合适的定向天线。
此外，还需注意天线的安装高度、倾角等因素，以实现最佳的信号覆盖和系统性能。
总之，定向天线的极化方式是影响其性能和应用效果的重要因素。
微波天线的设计与研究
微波天线的设计与研究微波通信在现代通信领域有着广泛的应用，而微波天线是微波通信技术中不可或缺的核心部件。
微波天线的特殊结构和强大的性能，使得它在我们的日常生活中得以广泛应用。
在本文中，我们将深入探讨微波天线的设计和研究，了解微波天线在通信领域中的应用和未来的发展。
一、微波天线的分类微波天线一般可以分为定向天线和非定向天线两类。
定向天线又有单向天线和双向天线之分。
1. 定向天线定向天线又称为指向天线，主要用于点对点通信，它可以在空间内通过调整朝向来调整信号的传输方向，常见的定向天线有平面波导天线、角锥头向天线、角棱锥头向天线等。
2. 非定向天线非定向天线又称为全向天线，主要用于信号在广域范围内的传输，常见的非定向天线有偶极全向天线、天线帽、柱体天线等。
二、微波天线的设计原理1. 微波天线的基本原理微波天线就是一种把电磁波从空间中导向有限空域的装置。
微波天线内部的机理比较复杂，但我们可以通过一些基本原理来了解它的构成。
首先，微波天线必须要有较为明显的共振特性。
共振可以使天线更好地进行信号捕获和发射，从而增强天线的接收和发射能力。
其次，天线的长度和宽度必须符合一定的比例，这样才能保证电磁波能够更好地在天线内部传输、放大、辐射。
最后，微波天线需要在合适的频段范围内，有较低的回波损耗和较好的输入阻抗，以达到更好的性能。
2. 微波天线的设计方法在微波天线的设计中，需要综合考虑许多因素，如天线的类型、所处环境、频段等。
一般来说，有以下几种方法：首先，可以采用仿真软件进行模拟分析，通过计算机程序对信号传输、辐射和反射等进行分析，从而得到优化的设计方案。
其次，可以通过试制样品进行实验，通过实验模拟天线的实际工作环境，后通过对测量数据进行分析，优化设计方案。
最后，也可以采用调制、激励、滤波等技术手段来优化天线的性能。
三、微波天线的应用和未来发展微波天线广泛应用于通信、雷达、卫星通信、无人机、航空航天、医疗诊断等领域。
阐述不同类型天线的电磁辐射扩散特点
阐述不同类型天线的电磁辐射扩散特点电磁辐射是指电磁波在空间中传播所产生的能量传输。
在现代社会中，我们随时随地都会接触到电磁辐射，比如我们使用的手机、电视、无线网络等设备都会产生电磁辐射。
而这些设备中的关键部件之一就是天线，它负责将电磁波的能量转换为无线信号进行传输。
不同类型的天线由于结构和工作原理的不同，其电磁辐射扩散特点也有所区别。
本文将针对不同类型的天线，阐述它们的电磁辐射扩散特点。
一、天线的辐射机制在阐述不同类型天线的电磁辐射扩散特点之前，我们首先来了解一下天线的辐射机制。
天线的辐射主要依赖于电磁波与天线之间的能量交互作用，这一过程可以通过以下几个方面来进行解释。
1. 辐射模式：天线的辐射模式是指天线发射和接收电磁波的空间分布特性。
不同类型的天线具有不同的辐射模式，这决定了天线在空间中所产生的电磁辐射的分布特点。
2. 极化方式：天线的极化方式是指电磁波的电场矢量在空间中的方向。
根据电磁波的传播方向和电场的振动方向，可以将极化方式分为垂直极化和水平极化两种。
3. 阻抗匹配：天线的工作频率和输入阻抗之间的匹配程度对天线的辐射效率具有重要影响。
当天线和传输介质的阻抗匹配较好时，能量传输更高效，从而减少了电磁辐射的损失。
以上是天线的辐射机制的基本概念和要素，接下来我们将具体介绍几种常见的天线类型及其电磁辐射扩散特点。
二、定向天线的电磁辐射特点定向天线是一种主要用于指定方向上的信号收发的天线。
相比于其他类型的天线，定向天线具有更强的指向性和更高的增益。
这意味着定向天线可以将辐射能量更集中地传输到指定的方向，并且在传输距离较远时依然能保持较高的信号强度。
定向天线的电磁辐射主要呈现以下特点：1. 窄波束：定向天线的辐射范围相对较窄，主要集中在其指向的方向上。
这使得定向天线在特定应用场景中能够提供更高的信号增益和更远的传输距离。
2. 辐射强度高：由于定向天线将能量更集中地辐射到指定方向上，相对于其他类型的天线，定向天线的辐射强度更高。
天线 赋形增益-概述说明以及解释
天线赋形增益-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容主要是对整篇文章的主题和内容进行简要介绍。
以下是概述部分的内容示例：概述天线赋形增益是指采用赋形技术使天线能够在不同工作状态下改变其形状和结构以提高性能的一种技术。
天线作为无线通信系统中的核心组成部分，其性能的优劣直接影响着通信质量和系统的可靠性。
通过利用天线赋形增益技术，我们能够在保持天线原有结构基础上，通过改变其形状和参数，实现对其电磁特性的调控和优化，进而使其具备更好的信号增益和辐射特性。
本文将从以下几个方面对天线赋形增益技术进行深入讨论。
首先，我们将介绍天线的基本概念和作用，帮助读者对天线有一个更全面的了解。
其次，我们将详细介绍赋形技术的概念和原理，以及其在天线领域的应用。
最后，我们将总结天线赋形增益技术的优势和应用领域，并展望其未来的发展趋势。
通过本文对天线赋形增益技术的介绍和探讨，我们希望能够帮助读者理解并掌握这一领域的核心概念和关键技术，以便在实际应用中能够更好地利用天线赋形增益技术，提升无线通信系统的性能和可靠性。
文章结构部分的内容可以是关于文章的章节分布和每个章节的主要内容的介绍。
在本文中，文章结构包括三个主要章节：引言、正文、结论。
接下来将介绍每个章节的主要内容。
1. 引言：1.1 概述：引言部分将简要介绍天线赋形增益的概念和意义。
1.2 文章结构：该部分将详细描述本文的章节结构，说明每个章节的主要内容以及它们之间的关系。
1.3 目的：紧接着将说明本文的目的，即探讨天线赋形增益的原理、优势、应用领域和未来发展趋势。
2. 正文：2.1 什么是天线：正文第一个章节将介绍天线的基本概念和主要功能，以使读者对天线有一个初步的了解。
2.2 赋形技术的概念：该章节将详细介绍赋形技术及其在天线中的应用，以帮助读者理解天线赋形增益的概念。
2.3 天线赋形的原理：该章节将深入探讨天线赋形的原理和工作机制，涉及相关的技术和算法，以及如何通过调整天线结构来实现增益的改变。
5g定向天线辐射范围
5g定向天线辐射范围随着5G技术的发展，定向天线作为重要的5G网络组成部分之一，受到了广泛关注。
本文将探讨5G定向天线的辐射范围，并对其影响因素进行分析。
一、定义和原理定向天线是一种能够集中辐射能量到特定方向的天线。
与传统的全向天线相比，定向天线在覆盖范围、信号质量和网络容量方面具有更大的优势。
其辐射范围是指该天线能够有效传输信号和提供服务的范围。
定向天线的辐射范围主要受以下几个因素影响。
1. 天线类型：不同类型的定向天线具有不同的辐射特性。
常见的定向天线包括波束赋形天线和多波束天线。
波束赋形天线通过调整相位和振幅来形成狭窄的波束，从而实现定向通信。
多波束天线能够同时形成多个波束，提供更大的覆盖范围。
2. 天线数量和布局：增加定向天线的数量可以提高覆盖范围和网络容量。
合理的定向天线布局也是确保覆盖范围的关键因素。
3. 频段和频率：不同的频段和频率对定向天线的辐射范围有着不同的影响。
高频段的信号传播距离相较低频段更短，因此辐射范围相对较小。
4. 地形和环境：地形和环境条件对定向天线的辐射范围也具有重要影响。
例如，有障碍物存在或者是山区等复杂地形，定向天线的辐射范围受到限制。
二、定向天线辐射范围的优势定向天线辐射范围相比传统全向天线具有以下优势：1. 高覆盖容量：定向天线能够将能量有效地集中在目标区域，提供高质量、高速率的信号传输和服务。
2. 较低的干扰：由于辐射范围有限，定向天线可以减少与周围网络的干扰，提供更可靠的通信质量。
3. 节省能源：相较于全向天线，定向天线在同样提供相同覆盖范围的情况下，能够减少能耗，降低网络运行成本。
三、定向天线辐射范围的应用定向天线的辐射范围广泛应用于以下领域：1. 城市环境：在城市区域，定向天线可以优化网络覆盖范围和容量，满足高密度用户的通信需求。
2. 农村地区：在农村地区，定向天线可以有效提供边缘区域的网络覆盖，并改善农村地区的通信条件。
3. 特殊应用场景：定向天线可以应用于具有特殊需求的场景，例如体育馆、会议中心等大型场所，通过定向天线提供高速、稳定的网络服务。
船载“动中通”定向天线控制系统的研究与开发
船载“动中通”定向天线控制系统的研究与开发本文论述了船载“动中通”定向天线控制系统的研究和开发过程。
该系统用于某海警巡逻舰船与海岸陆地站间的微波通信。
系统采用“动中通”技术实现定向天线的指向控制,代替原有的全向天线,增加了通讯距离,降低了发射功率。
文章首先介绍了系统的基本组成和工作原理,分析了影响天线目标指向的因素和影响程度,论证了系统采
用一维转台结构的可行性,推导了定向天线目标指向的计算公式。
确定了系统的总体设计方案。
然后对各功能子系统的工程设计开发情况进行了详细论述。
根据传感器测量原理和具体试验数据,分析了各传感器的误差来源,提出了有效的数据处理方法和误差补偿办法,实现
多传感器的组合姿态测量,设计了相应的姿态测量子系统。
开发了用于人机对话的操作平台子系统。
研究了高可靠性多串行通信的软硬件设计方法,制定了通信协议,开发了系统主控程序,实现了各子系统的协调运作和天线目标指向的计算。
合理选择了转台控制元件,采用电机位置反馈和天线转台零位检测相结合的方式,设计了转台控制子系统,实现了天线指向的精确控制和准确定位。
最后详细论述了项目中涉及到的几个关键技术:组合姿态测量技术、多串行通信可靠性设计、步进电机指数曲线升降速控制算法和光电编码器输出信号可靠采集
设计。
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定向天线合成取代全向侦察天线性能分析王 澍(船舶重工集团公司723所,扬州225001)摘要:分析了在ESM 侦察设备中利用不同方位的多个定向天线合成的方法实现全向信号接收的性能,分析表明,这种方法在一定程度上可以取代全向天线或半全向天线,用来提供测频信号。
关键词:定向天线;合成;全向天线中图分类号:T N971.1 文献标识码:B 文章编号:CN321413(2009)06 0024 03Performance Analysis of Directional Antennas SynthesizationReplacing Omni direction Reconnaissance AntennaWA NG Shu(T he 723Institute of CSIC,Y ang zho u,225001,China)Abstract:This paper analyzes the per for mance of omni directio n signal reception perform ed by syn thesizing several directional antennas w ith different dir ectio ns in ESM reconnaissance equipm ent.It is indicated by analy sis that this method can replace the o mni direction antenna o r half omni dir ection antenna in a certain ex tend,w hich can provide fr equency measurem ent signal.Key words:directional antenna;synthesization;omni dir ectio n antenna0 引 言众所周知,对于舰载ESM 侦察设备来说,通常有全向和定向两套天线。
全向天线接收的信号主要用来测频,在360 方位范围内,不论哪个方位的雷达信号照射到天线上都可以接收到,从而实现100%的截获概率。
定向天线则主要用来测向,根据测向体制的不同,定向天线有不同的排列方式。
典型比幅测向是在360 范围内排列N 个喇叭,其轴线等间隔地指向不同方位,用来接收不同方位的信号,根据各天线接收到的信号幅度来判断信号的方位。
全向天线一般安装在桅杆的顶端,维修困难。
定向天线一般安装在两舷。
也有用两舷半全向天线代替全向天线,将它和定向天线共同安装在同一个天线座内,例如美国AN/SLQ32 V 电子战系统就采用这种设计。
最近从国外某型舰载电子对抗设备中看到,其侦察天线座的配置与众不同,十分简洁,只有2个完全相同的左、右舷侦察天线座;而且既没有全向天线也没有半全向天线,测频信号来自所有定向天线的合成;天线座安装高度适中,紧靠在接收处理机柜所在的舱室外,不仅传输电缆短、损耗小,而且可维修性很好。
本文对这种用定向天线信号合成来测频的方式的性能进行分析。
通过分析,笔者认为这种代替全向天线的设计方法有许多优点,在一定条件下值得推广采用。
1 定向天线信号的合成方案对于全向天线来说,其天线增益、频带宽度、环向不一致性等性能指标是十分重要的。
考虑到天线仰角覆盖范围有一定的要求,全向天线的增益通常不高,其典型值为-3~3dB 。
采用双锥设计的全向天线频带宽度通常可以达到几个倍频程,环向不一致性主要取决于制造工艺,目前宽频带双锥全向天收稿日期:2009 06 222009年12月舰船电子对抗Dec.2009第32卷第6期SH IPBO ARD EL ECT RO NI C CO U NT ERM EA SU R EV ol.32N o.6线的环向不一致性典型值为3~5dB(P P)。
而定向天线的波束宽度和选择的波束数量有关,一般地说,相邻定向天线方向图的交叉点电平为3dB 左右,如果在360 方位范围内布置的波束数为N ,则一般希望定向天线的3dB 波束宽度等于360 /N 。
用定向天线信号的合成得到测频信号的方案,就是将各路定向天线接收的RF 信号放大后按照奇数和偶数通道号分别由功分器合成相加,得到 奇数!和 偶数!两路RF 信号,分别送往测频接收机。
考虑到相邻的定向天线方向图的交叉点为-3dB 左右,也就是说,相邻定向天线接收的信号幅度相差不大,如果将所有定向天线接收的信号直接相加,将发生严重的相位干涉,导致合成的方向图严重畸变,很多方位上可能接收不到信号,显然是不可取的。
但是,若将所有奇数天线信号相加,所有偶数天线信号相加,问题就可以缓解。
以奇数天线信号相加为例,由于相邻奇数天线之间隔了一个偶数天线,相邻奇数天线之间方向图的交点通常在-10dB 以下,合成的结果虽然仍会有干涉,但一个幅度大的信号和一个幅度小的信号之间的干涉,不论相位如何变化,合成的信号幅度虽然有起伏,但主要取决于幅度较大的信号。
因此,干涉对幅度起伏的影响要小得多。
图1是这种定向天线信号的合成方案原理框图。
作为例子,选择12方位比幅测向体制来说明。
先将左、右舷天线座内部的奇、偶数天线接收到的信号用功分器合路,分别得到奇、偶两路RF 信号输出。
例如,将第0、2、4、号天线的信号合路得到偶数输出,1、3、5路信号合路得到奇数输出。
再通过单独的合路器将两舷的偶数输出合到一起,将两舷的奇数输出合到一起,形成奇、偶两路天线合成后的信号,分别送到接收机。
图1 定向天线信号合成得到测频信号的原理框图每个频段都有2台独立的瞬时测频通道,分别对应奇数天线和偶数天线合成的信号测频。
2 性能分析这种用奇数和偶数天线分别合成的方法提供测频信号,省去了全向天线或半全向天线,问题是,奇数和偶数天线信号综合后的 全向性!和 灵敏度!能否达到采用全向天线时的水平?为了简化,本文选择最普通的矩形喇叭定向天线进行分析,假定喇叭口面电场幅度沿X 轴呈余弦变化、沿Y 轴均匀分布,且相位相同时,根据文献[3],得到H 面方向图函数为:F H =cos( D Xsin )1-(2D Xsin )2(1)式中:D X 为喇叭口面沿X 轴方向的宽度; 为信号波长; 为偏离喇叭轴线的角度,-90 < <90 。
按照F H =0.707可以算出H 面方向图下降3dB 点的角度:0.5H =sin -1(D X 1.87)∀1.87D X(rad )(2)下面针对12方位比幅测向体制来分析,这样做并不会失去普遍意义。
12只喇叭间隔30 排列。
天线半功率点为15 (0.2618rad ),因此D X=2.274,代入式(1)得到这种喇叭的方向图函数为:F H =cos (7.144sin )1-(4.548sin )2(3)以上是将天线的轴线方向置于0 ,如果将天线的轴线方向置于 Z ,则(3)式变成:F H =cos [7.144sin ( - z )]1-[4.548sin ( - Z )]2(4)对于12方位比幅测向,各个天线轴线方位分别为:Zi =15 +30 #i,i =0,1,2,∃,11代入式(4)得到:F H i =cos [7.144sin ( -15 -30 #i)]1-[4.548sin ( -15 -30 #i)]2(5)式中:F H i 为第i 个天线的方向图函数,i =0,1,2,∃,11。
将奇、偶数天线接收到的信号用功分器分别合路时,不仅要考虑幅度,还要考虑相位因素。
由于相位因素十分复杂,和空间接收的路程及馈线电缆长度都有关。
为了简化,只考虑两种极端情况:一种是25第6期王澍:定向天线合成取代全向侦察天线性能分析各天线接收的信号相位相同,另一种是各天线接收的信号相位相反。
第1种情况,各天线接收的信号相位相同,则奇、偶数天线合成的结果分别为:F奇同=F H1+F H3+F H5+F H7+F H9+F H11(6)F偶同=F H0+F H2+F H4+F H6+F H8+F H10(7)第2种情况,各天线接收的信号相位相反,则奇、偶数天线合成的结果分别为:F奇反=F H1-F H3+F H5-F H7+F H9-F H11(8)F偶反=F H0-F H2+F H4-F H6+F H8-F H10(9)在实际使用中,按照图1的原理框图,只要奇数天线合成输出或偶数天线合成输出信号中有一个超过门限电平,测频接收机就可以启动工作,也就是说,奇数和偶数输出二者是或!的关系。
式(6)奇数同相合成和式(7)偶数同相合成方向图曲线分别如图2(a)和图2(b)所示,式(8)奇数反相合成和式(9)偶数反相合成方向图曲线分别如图3(a)和图3(b)所示。
为了分析合成以后的全向灵敏度随方位的变化,将式(6)和式(7)的曲线画在同一张图上,取二者的最大值作为同相合成后总的方向图特性,如图4(a)所示。
将式(8)和式(9)的曲线画在同一张图上,取二者的最大值作为反相合成后总的方向图特性,如图4(b)所示。
从图4(a)和图4 (b)可以看出,其环向起伏都很小,图4(a)的环向起伏不超过2.6dB(P P),图4(b)的环向起伏不超过3.1dB(P P)。
从图中也容易理解,在偶数合成信号较小的角度范围,奇数合成的信号反而较大,二者可以互补。
图2同相合成方向图曲线图3反相合成方向图曲线图4 合成总的方向图曲线进一步分析表明,即使考虑了同相位和反同相位的极端情况下互相比较,幅度起伏仍不超过5dB (P P),和目前全向天线的环向不一致性相当。
由于定向喇叭天线的增益较高,尽管通过功分器合成会造成增益损失,实际等效的增益仍然略高于全向天线的增益。
3 结论通过以上分析可以看出,采用奇、偶数定向天线分别合成的方法代替全向天线或半全向天线得到测频信号的方法是可行的,其综合幅度起伏和目前的全向天线的环向不一致性相当。
由于省去全向天线或半全向天线可以提高设备适装性,改善可维修性。
除此之外,还有一个十分重要的优势,由于全向天线信号的幅度 频率特性和定向天线信号的幅度 频率特性往往有较大区别。
例如,定向喇叭的增益随着频率的升高而增加,而双锥全向天线的的增益基本不随频率变化,甚至由于损耗影响,实际增益还会随着频率的升高而略有下降。
由于全向和定向天线接收信号的幅度 频率特性不同,给接收机门限设计增加许多麻烦。
采用定向天线合成的方法代替全向天 (下转第42页)式中: (n )=4.75n +1.638-1.638n +15.561n +2.683。
在Matlab 下编程进行仿真,得到图2。
图2 不同带宽射频干扰下的雷达压制系数变化图由图2可以看出,压制系数K a 除了与虚警概率P f 有关,还与带宽比有关,也即与进入雷达的干扰功率有关,此外还与雷达视频积累数n 有关。