天线的电气特性详解及手持设备天线选用原则
调频广播发射机的天线特性与天线阵列设计
调频广播发射机的天线特性与天线阵列设计调频广播发射机是广播电台中最重要的设备之一，它的天线特性和天线阵列的设计对广播信号的传输质量和覆盖范围有着重要的影响。
在本文中，我们将会探讨调频广播发射机的天线特性以及天线阵列的设计原理和方法。
一、调频广播发射机的天线特性1. 频率特性：调频广播发射机的天线需要具备良好的频率特性，即能够在整个广播频率范围内保持较为稳定的增益和辐射特性。
为了实现这一点，天线的设计需要考虑到不同频率下的匹配问题，并采用合适的调谐技术来实现。
2. 电气特性：天线的电气特性包括阻抗匹配、驻波比、谐振频率等。
阻抗匹配是指天线输入阻抗与发射机输出阻抗之间的匹配程度，如果阻抗不匹配会导致信号反射和功率损失。
驻波比表示天线输入端的驻波情况，对于调频广播发射机来说，驻波比应该尽可能小，以减小信号反射和能量损失。
谐振频率是天线能够以最大功率向空间辐射的频率，需要与发射机的输出频率相匹配。
3. 辐射特性：调频广播发射机的天线需要具备较为均匀的辐射特性，即在水平和垂直方向上都能够实现比较均匀的辐射。
这样可以保证广播信号的覆盖范围更广，听众在不同地点都能够接收到清晰的信号。
二、天线阵列的设计天线阵列是由多个天线组成的系统，可以通过控制不同天线的相位和振幅来实现对信号的调制和辐射。
天线阵列能够通过束化效应来实现信号的定向传输和增强覆盖范围。
1. 阵列设计原理：天线阵列的设计原理是基于波束成形技术。
通过控制多个天线的相位和振幅，可以使得辐射波束的主瓣方向指向特定的区域，从而增强该区域的信号强度。
在调频广播发射机中，天线阵列设计的主要目标是增强信号的覆盖范围，并避免信号的干扰。
2. 阵元间距：天线阵列中的天线阵元之间的距离对于波束成形效果起着重要的影响。
较小的阵元间距可以实现更强的方向性，但也会带来较大的空间频率。
因此，在设计天线阵列时需要综合考虑空间频率和波束宽度之间的平衡。
3. 相位控制：通过控制每个天线的相位，可以形成具有特定方向的波束。
_华为-天线原理及选型
HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Internal HUAWEI Confidentiall学习完此课程，您将会：[掌握天线的作用、基本原理、常见分类、主要技术指标，从而指导如何进行典型场景下的天线选型。
1.1天线的作用1.2天线工作原理1.3天线工作带宽1.4天线极化1.1天线作用l把从导线上传下来的电信号做为无线电波发射到空间l收集无线电波并产生电信号天线的位置和作用基站天馈系统示意图1.2天线工作原理1.3天线工作带宽1.4天线极化1.2天线工作原理l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；l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。
1.2天线工作原理l 两臂长度相等的振子叫做对称振子l 每臂长度为四分之一波长，称为半波振子l 全长与波长相等的振子，称为全波对称振子l 将振子折合起来的，称为折合振子1.2天线工作原理1.2天线工作原理1.3天线工作带宽1.4天线极化1.3天线工作带宽l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。
l天线工作带宽有几种不同的定义：[一种是指天线增益下降3dB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;l在移动通信系统中天线工作带宽是按后一种定义的。
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。
1.2天线工作原理1.3天线工作带宽1.4天线极化1.4天线极化l天线的极化方向：天线辐射的电磁场的电场方向垂直极化水平极化+ 45度倾斜的极化- 45度倾斜的极化双极化天线l两个天线为一个整体l传输两个独立的波V/H (垂直/水平)倾斜 (+/- 45°)极化损失l当来波的极化方向与接收天线的极化方向不一致时，在接收过程中通常都要产生极化损失，例如：当用圆极化天线接收任一线极化波，或用线极化天线接收任一圆极化波时，都要产生3dB的极化损失，即只能接收到来波的一半能量；l当接收天线的极化方向与来波的极化方向完全正交时，接收天线也就完全接收不到来波的能量，这时称来波与接收天线极化是隔离的。
天线参数及选择
一、天线的几个重要参数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，使用哪一个纯出于习惯。
在我们日常维护中，用得较多的是驻波比和回波损耗。
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。
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。
天线的几种重要电气指标
天线的几种重要电气指标天线是无线通信系统中的重要组成部分，它负责将电信号转化为电磁波进行传输，同时也将接收到的电磁波转化为电信号进行处理。
在天线的设计与使用中，有几个重要的电气指标需要考虑和关注，包括增益、方向性、带宽和驻波比。
一、增益天线的增益是指天线在某一特定方向上将输入信号辐射出去的能力，也可以理解为天线信号输出功率与输入功率的比值。
增益通常用分贝（dB）来表示，分贝数值越大表示天线的增益越高。
增益的大小直接影响到天线的传输距离和覆盖范围，一般情况下，增益越高的天线传输距离越远。
二、方向性天线的方向性是指天线在某一特定方向上接收或辐射信号的能力。
方向性通常用指向性系数（dBi）来表示，指向性系数越大表示天线在特定方向上的能力越强。
方向性天线适用于需要有选择性地接收或辐射信号的场景，可以有效减少干扰和提高信号强度。
三、带宽天线的带宽是指天线在频率上能够工作的范围。
带宽的大小决定了天线能够接收和辐射的信号频率范围。
带宽越宽，天线能够适应的信号种类越多。
在实际应用中，常常需要根据具体的通信需求选择合适的天线带宽。
四、驻波比天线的驻波比是指天线输入端与输出端之间的驻波比，它反映了天线的匹配性能。
驻波比的大小表示天线输入端与输出端之间的匹配程度，驻波比越小表示天线的匹配性能越好。
当驻波比过大时，会导致信号的反射和损耗，降低通信质量。
除了以上几个重要的电气指标外，天线的极化、阻抗、工作频率等也是设计和选择天线时需要考虑的因素。
不同的应用场景和通信要求需要不同类型和性能的天线，因此在实际应用中，需要根据具体的情况选择合适的天线。
总结一下，天线的增益、方向性、带宽和驻波比是天线的重要电气指标，它们直接影响着天线的性能和适用场景。
在设计和选择天线时，需要综合考虑这些指标，以满足具体的通信需求。
同时，还需要注意天线的极化、阻抗、工作频率等因素，以确保天线在通信系统中的正常运行和良好的性能。
最全的天线知识---带你了解天线的特性..
带你了解天线的特性今天给大家介绍一下天线方面的基本知识，使大家对天线有初步的了解。
下面先来了解几个概念。
共振：任何天线都谐振在一定的频率上，我们要接收哪个频率的信号，就希望天线谐振在那个频率上。
天线谐振是对天线最基本的要求，要不然，就没那么多讲究了，随便扔根线出去不也是天线嘛。
天线的谐振问题涉及到的主要数据是波长及其四分之一。
计算波长的公式很简单，300/f。
其中f的单位是MHz，而得到的结果的单位是米。
1/4波长是称作基本振子，如偶极天线是一对基本振子，垂直天线是一根基本振子。
不过天线中的振子的长度并不正好是1/4波长，因为电波在导线中行进的速度与在真空中的不同，一般都要短一些，所以有一个缩短因子。
这个因子取决于材料。
带宽：这也是一个重要但容易被忽略的问题。
天线是有一定带宽的，这意味着虽然谐振频率是一个频率点，但是在这个频率点附近一定范围内，这付天线的性能都是差不多好的。
这个范围就是带宽。
我们当然希望一付天线的带宽能覆盖一定的范围，最好是我们所收听的整个FM广播波段。
要不然换个台还要换天线或者调天线也太麻烦了。
天线的带宽和天线的型式、结构、材料都有关系。
一般来说，振子所用管、线越粗，带宽越宽；天线增益越高，带宽越窄。
阻抗：天线可以看做是一个谐振回路。
一个谐振回路当然有其阻抗。
我们对阻抗的要求就是匹配：和天线相连的电路必须有与天线一样的阻抗。
和天线相连的是馈线，馈线的阻抗是确定的，所以我们希望天线的阻抗和馈线一样。
一般生产的馈线，主要是300欧姆、75欧姆和50欧姆三种阻抗，国外过去还有450欧姆和600欧姆阻抗的馈线。
基本偶极天线的阻抗是75欧姆左右，V型偶极天线是50欧姆左右，基本垂直天线阻抗 50欧姆。
其他天线一般阻抗都不是50或75欧姆，那么在把它们与馈线连接之前，需要有一定的手段来做阻抗变换。
平衡：对称的天线是平衡的，如偶极天线、八木天线，而同轴电缆是不平衡的，把这两者连接起来，就需要解决平衡不平衡转换的问题。
简单介绍天线的选择方法
简单介绍天线的选择方法近年来，随着无线通信产业的发展，天线选择越来越成为工程师们必须关注的问题之一。
一般来说，天线选择的目标是提高信号质量。
在选择天线时，有许多因素需要考虑。
下面就针对这些因素逐一介绍。
首先，天线的频率响应必须与信号频率匹配。
天线的固有频率必须与通信系统的频率相近，否则将会丧失信号强度和数据传输速率。
此外，还需要考虑天线的增益和方向性，以确保信号能够传播到所需的范围和方向。
其次，天线的形状和大小也影响性能。
天线大小越大，性能相对于天线质量更优。
例如，大型天线可能拥有更高的增益和方向性，从而使得信号能够传播到更远的距离并改善信号质量。
第三，天线材料是关键因素之一。
天线的材质决定了天线的性能和成本。
通常，天线材料应具有轻量化、耐久性和便于加工等特点。
天线的材料可以是金属、塑料、陶瓷等等，选择不同材料类型应考虑具体应用场景。
第四，环境因素需要考虑。
天线的性能还取决于周围环境条件。
例如，考虑信号穿透或反射的性质。
这意味着，天线的方向性和天线的形状必须适应周围的建筑物和地形等。
最后，需要考虑芯片级别的设计特性。
与天线相关的特征包括射频接口和芯片设计。
天线芯片的设计必须符合技术规格，以保证最佳性能，例如稳定性、抗干扰、高吞吐量和功率渐进性等方面。
此外，天线的供应链管理和可靠性测试也很重要。
总的来说，选择天线时，需要考虑信号频率、增益、方向性、形状、大小、材料、环境、射频接口和芯片设计等因素。
综合考虑上述因素，确定适合于具体应用场景的天线方案，以达到优化信号质量的目的。
基站天线选型
基站天线选型基站天线选型⼀.天线概念在⽆线通信系统中，天线是收发信机与外界传播介质之间的接⼝。
同⼀副天线既可以辐射⼜可以接收⽆线电波：发射时，把⾼频电流转换为电磁波；接收时把电磁波转换为⾼频电流。
在选择基站天线时，需要考虑其电⽓和机械性能。
电⽓性能主要包括：⼯作频段、增益、极化⽅式、波瓣宽度、预置倾⾓、下倾⽅式、下倾⾓调整范围、前后抑制⽐、副瓣抑制、零点填充、回波损耗、功率容量、阻抗、三阶互调等。
机械性能主要包括：尺⼨、重量、天线输⼊接⼝、风载荷等。
基站所⽤天线类型按辐射⽅向来分主要有：全向天线、定向天线。
按极化⽅式来区分主要有：垂直极化天线（也叫单极化天线）、交叉极化天线（也叫双极化天线）。
上述两种极化⽅式都为线极化⽅式。
圆极化和椭圆极化天线⼀般不采⽤。
按外形来区分主要有：鞭状天线、平板天线、帽形天线等。
在继续论述天线相关理论之前必须⾸先介绍各向同性（Isotropic）天线。
各向同性天线是⼀种理论模型，实际中并不存在，它把天线假设为⼀个辐射点源，能量以该点为中⼼以电磁场的形式向四周均匀辐射，为⼀球⾯波。
另外全向天线并不是没有⽅向性，它只是在⽔平⽅向为全向，但在垂直⽅向是有⽅向性的。
它与各向同性天线是两个不同的概念。
半波振⼦是基站主⽤天线的基本单元，半波振⼦的优点是能量转换效率⾼。
1.天线增益天线作为⼀种⽆源器件，其增益的概念与⼀般功率放⼤器增益的概念不同。
功率放⼤器具有能量放⼤作⽤，但天线本⾝并没有增加所辐射信号的能量，它只是通过天线振⼦的组合并改变其馈电⽅式把能量集中到某⼀⽅向。
增益是天线的重要指标之⼀，它表⽰天线在某⼀⽅向能量集中的能⼒。
表⽰天线增益的单位通常有两个：dBi、dBd。
两者之间的关系为：dBi=dBd+2.17dBi定义为实际的⽅向性天线（包括全向天线）相对于各向同性天线能量集中的相对能⼒，“i”即表⽰各向同性——Isotropic。
dBd定义为实际的⽅向性天线（包括全向天线）相对于半波振⼦天线能量集中的相对能⼒，“d”即表⽰偶极⼦——Dipole。
浅谈八木天线的特点、原理与制作调整
作为电磁换能元件，天线在整个无线电通信系统中位置十分重要，质量好坏直接影响着收发信距离的远近和通联效果，可以说没有了天线也就没有了无线电通信。
作为一款经典的定向天线，八木天线在、以及波段应用十分广泛，它全称为“八木／宇田天线”，英文名，是由上世纪二十年代日本东北帝国大学的电机工程学教授八木秀次，在与他的学生宇田新太郎研究短波束时发明的。
相对于基本的半波对称振子或者折合振子天线，八木天线增益高、方向性强、抗干扰、作用距离远，并且构造简单、材料易得、价格低廉、挡风面小、轻巧牢固、架设方便。
通常八木天线由一个激励振子（也称主振子）、一个反射振子（又称反射器）和若干个引向振子（又称引向器）组成，相比之下反射器最长，位于紧邻主振子的一侧，引向器都较短，并悉数位于主振子的另一侧，全部振子加起来的数目即为天线的单元数，譬如一副五单元的八木天线就包括一个主振子、一个反射器和三个引向器，结构如图所示。
主振子直接与馈电系统相连，属于有源振子，反射器和引向器都属无源振子，所有振子均处于同一个平面内，并按照一定间距平行固定在一根横贯各振子中心的金属横梁上。
八木天线定向工作的原理，可依据电磁学理论进行详尽地数学推导，但是比较繁琐复杂，普通读者也不易理解，这里只做定性的简单分析：我们知道，与天线电气指标密切相关的是波长λ，长度略长于λ整数倍的导线呈电感性，长度略短于λ整数倍的导线呈电容性。
由于主振子采用长约λ的半波对称振子或半波折合振子，在中心频点工作时处于谐振状态，阻抗呈现为纯电阻，而反射器比主振子略长，呈现感性，假设两者间距为λ，以接收状态为例，从天线前方某点过来的电磁波将先到达主振子并产生感应电动势ε和感应电流，再经λ的距离后电磁波方到达反射器，产生感应电动势ε和感应电流，因空间上相差λ的路程，故ε比ε滞后°，又因反射器呈感性比ε滞后°，所以比ε滞后°，反射器感应电流产生辐射到达主振子形成的磁场又比滞后°，根据电磁感应定律在主振子上产生的感应电动势ε比滞后°，也就是ε比ε滞后°，即反射器在主振子产生的感应电动势ε与电磁信号源直接产生的感应电动势ε是同相的，天线输出电压为两者之和。
天线选型原则
天线选型原则1.1.密集城区基站选型应用环境特点：基站分布较密，要求单基站覆盖范围小，希望尽量减少越区覆盖的现象，减少基站之间的干扰，提高频率复用率。
天线选用原则：极化方式选择：由于市区基站站址选择困难，天线安装空间受限，建议选用双极化天线；方向图的选择：在市区主要考虑提高频率复用度，因此一般选用定向天线；半功率波束宽度的选择：为了能更好地控制小区的覆盖范围来抑制干扰，市区天线水平半功率波束宽度选60~65°；天线增益的选择：由于市区基站一般不要求大范围的覆盖距离，因此建议选用中等增益的天线。
建议市区天线增益选用15-18dBi增益的天线。
若市区内用作补盲的微蜂窝天线增益可选择更低的天线；下倾方式的选择：由于市区的天线倾角调整相对频繁，且有的天线需要设置较大的倾角，而机械下倾不利于干扰控制，所以建议选用预置固定角度倾角天线或可调电下倾天线。
1.2.郊区基站选型应用环境特点：基站分布稀疏，话务量较小，要求广覆盖。
有的地方周围只有一个基站，覆盖成为最为关注的对象，这时应结合基站周围需覆盖的区域来考虑天线的选型。
天线选用原则：方向图选择：一般情况下，应当采用水平面半功率波束宽度为65°、90°或者更宽水平波束宽度的定向天线；天线增益的选择：视覆盖要求选择天线增益，建议在郊区农村地区选择较高增益（17-20dBi）的定向天线或9－12dBi的全向天线；下倾方式的选择：在郊区农村地区对天线的下倾调整不多，其下倾角的调整范围及特性要求不高，建议选用机械下倾天线；同时，天线挂高在50米以上且近端有覆盖要求时，可以优先选用零点填充的天线来避免塔下黑问题1.3.公路覆盖基站天线选择应用环境特点：该环境下话务量低、用户高速移动、此时重点解决的是覆盖问题。
一般来说它要实现的是带状覆盖，故公路的覆盖多采用双向小区；在穿过城镇，旅游点的地区也综合采用全向小区；再就是强调广覆盖，要结合站址及站型的选择来决定采用的天线类型。
电路基础原理理想天线与天线的特性
电路基础原理理想天线与天线的特性电路基础原理：理想天线与天线的特性在现代通信中，天线是电路中不可或缺的组成部分，它起到传输和接收无线信号的重要作用。
天线的种类繁多，其特性也有所不同。
本文将探讨电路基础原理中的理想天线及天线的特性。
一、理想天线所谓理想天线，是指一种无损耗、有无限增益和在所有方向上均匀辐射或接收电磁波能量的虚构天线。
虽然现实中不存在完全符合这些条件的天线，但通过理想天线的研究，我们可以更好地了解和设计实际天线的特性。
二、天线的增益与方向性天线的增益是描述天线辐射或接收效果的物理量，它与天线的方向性有关。
方向性较强的天线具有较高的增益，意味着它的信号辐射或接收能力更强。
而方向性较低的天线增益较小，其信号覆盖范围更广。
三、波束宽度与前后比波束宽度是描述天线辐射或接收信号分布范围的指标，也是天线方向性的一个重要特性。
通常来说，波束越窄，天线的方向性越强。
另外，前后比是指天线在水平方向上前方辐射或接收信号的能力与后方能力之比，它也是评估天线方向性的一个重要指标。
四、驻波比和带宽驻波比是衡量天线阻抗匹配状态的一个重要参数，它反映了信号在天线和输入电路之间的能量损耗情况。
良好的阻抗匹配状态可以最大化能量传输效率。
带宽则是指天线在某个频率范围内能够工作的能力。
带宽越宽，天线的应用范围越广。
五、天线的整体性能除了上述特性外，天线的整体性能还包括天线效率、相对增益、极化方式等。
天线效率是指天线将输入功率转化为辐射功率的能力，高效的天线可以最大程度地利用输入能量。
相对增益是指天线与参考天线辐射或接收信号的能力比较。
而极化方式是指天线上的电磁波振动方向，它对信号的传输和接收也有重要影响。
六、实际应用天线在无线通信、雷达、卫星通信等领域广泛应用。
不同的应用场景需要不同类型的天线，因此对天线特性的研究和了解十分重要。
合理选择合适的天线类型和性能，可以提高通信质量，扩大信号覆盖范围，提升系统的可靠性和稳定性。
线路板厂一文讲解天线的选择和设计要点
引言概述：线路板是电子设备的重要组成部分之一。
在现代通信领域，天线的选择和设计对于无线通信设备的性能至关重要。
本文旨在探讨线路板厂在天线选择和设计中的要点，为读者提供专业的信息和指导。
本文将分为引言概述、正文内容、总结三个部分展开。
正文内容：一、天线选择要点1.1 频率范围考虑随着通信技术的不断发展，不同频段的无线通信设备层出不穷。
在选择天线时，首先应考虑设备所需的频率范围，以确定天线的工作范围。
1.2 天线类型与应用场景根据不同的应用场景，选择适合的天线类型。
常见的天线类型包括定向天线、全向天线和扇形天线。
定向天线适用于远距离通信，而全向天线适合于多用户环境，扇形天线则适合辐射范围大且接收灵敏度要求不高的应用。
1.3 天线增益与效率天线增益是衡量天线辐射能力的指标，一般可以通过增加天线长度或增加天线元件的数量来增加天线增益。
然而，天线增益的提高往往会导致天线的效率下降，因此需要在增益与效率之间进行权衡。
1.4 天线方向性天线方向性是指天线在空间中发射和接收能力的方向特性。
根据实际需求，选择合适的天线方向性，以实现所需的覆盖范围和接收灵敏度。
1.5 天线尺寸和重量在选择天线时，需要考虑天线的尺寸和重量对于设备的影响。
尺寸过大或重量过重的天线会增加设备的体积和重量，不利于设备的便携性和安装。
二、天线设计要点2.1 正确的天线布局合理的天线布局是保证天线性能的关键。
需要避免天线之间的相互干扰和遮挡，设置适当的天线间距，以降低多径传播和阻尼损耗。
2.2 匹配电路设计天线与射频电路之间的匹配电路设计是确保天线能够有效地接收和发射信号的重要环节。
合适的匹配电路可以提高天线的效率和阻抗匹配度。
2.3 地平面和反射面设计合适的地平面和反射面设计可以改善天线的辐射效果。
地平面应具备良好的导电性和平整度，反射面应尽可能地减少信号的阻尼损耗。
2.4 防水、防尘和耐候性设计线路板通常需要在各种环境下使用，因此天线设计需要考虑防水、防尘和耐候性。
天线基本原理和选型原则
增益
理想点源（无耗均匀辐射） 半波振子
2.15dB
eg: 0dBd = 2.15dBi
常用单位：dBd 和 dBi
• dBi：表示天线在最大辐射方向场强
相对于全向辐射器的参考值。
• dBd: 表示天线在最大辐射方向场强
相对于半波振子的参考值
两者有一个固定的差值：
dBi=dBd+2.15
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天线增益实例
• 天线的工作频段必须与所设计系统的频段相对应， 从降低带外干扰信号的角度考虑，所选天线的带 宽刚好满足频带要求即可。
示例：CDMA 800MHz 系统天线的工作带宽
Optimum 1/2 wavelength for dipole at 860MHz
at at 824 896 MHz MHz
Antenn a Dipole
• 本课程用于指导选用合适天线；也可用 在网络优化阶段，作为优化的一种手段， 判断是否需要更换天线。
5
课程内容
• 简介 • 基站天馈结构 • 天线电性能参数介绍及选型 • 天线机械参数介绍及选型 • 室内分布系统的天线选型 • 美化天线介绍
6
基站天馈结构
1 天线调节支架
抱杆（50~114mm）
3 接头密封件 绝缘密封胶带，PVC绝缘胶带
9
天线电性能参数
Blah blah blah blah
半波振子 工作频段 输入阻抗 电压驻波比
极化方式 增益 方向图 波束宽度
下倾角
三阶互调
前后比
天线口隔离度
波瓣抑制和零点填充
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天线原理
• 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。
天线基本原理及一般选型原则特种天线
当传输线的几何长度等于或大于所传送信号的波长时就叫做 长传输线，简称长线。
1. 天线的输入阻抗
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。输入阻抗有电阻分量和电抗分 量。输入阻抗的电抗分量会减少从天线进入馈线的有效信号功率。 因此，必须使电抗分量尽可能为零，使天线的输入阻抗为纯电阻。
15° (eg)
Peak
10dB 波束宽度
- 10dB点
120° (eg)
峰值 - 10dB点 Peak - 10dB
32° (eg)
Peak
Peak - 3dB
俯仰面即垂直面方向图
Peak - 10dB
方向图旁瓣显示
上旁瓣抑制
下旁瓣抑制
七.天线的增益
1.增益的定义
增益是指在输入功率相等的条件下， 实际天线与理想的辐射单元在空间 同一点处所产生的场强的平方之比， 即功率之比。增益一般与天线方向 图有关，方向图主瓣越窄，后瓣、 副瓣越小，增益越高。
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。
天线可视为一个四端网络
同轴线变化为天线
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。将振子折合 起来的，称为折合振子。
移动基站天线有关概念 及选型原则
一.无线通信组网中天线的作用
什么是天线?
天线的主要性能指标和相关知识
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定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0Ω。
天线的主要特性
天线的主要特性（一）天线是微波收发信设备的“出入口”，它既要将发信机的微波沿着指定的方向放射出去，同时还要接受对方传来的电磁波并送到微波收信机。
因此，天线性能的好坏将直接影响到整个微波通信系统的正常运行。
这里我们将对天线的性能指标及要求作一介绍。
天线的方向性通常一副天线向各个方向辐射电磁波的能力是不同的，它沿各个方向辐射电磁能量的强弱可用天线的方向系数来表示。
所谓天线的方向系数是指在某点产生相等电场强度的条件下，无方向性天线总辐射功率PF0与定向天线总辐射功率PF的比值，常用“D”来表示，即天线方向性图（3-4）不难想象，定向天线沿各个方向辐射的电场强度是不相同的，因而定向天线的方向系数也将随着观测点的位置不同而有所不同。
其中方向系数最大的地方，即辐射增强的方向，称主射方向。
通常人们用天线的方向图来表示天线对各个方向的方向系数大小，如图所示。
由图可以看出，天线的方向性图像象花朵的叶瓣，各叶瓣称为方向叶。
处于主射方向的方向叶称为主叶，处于主叶反方向位置的方向叶称为后叶，其他方向的方向叶统称为副叶。
显然主叶的宽度越窄，说明天线的方向性也好。
天线方向性的好坏，工程上常采用半功率角和零功率角两个参量来表示。
所谓半功率角是指主叶瓣上场强为主射方向场强的1/√2= 0.707时（即功率下降1/2时），两个方向间的夹角，即为“2θ0.5”；所谓零功率角是指偏离主射方向最近的两个零射方向（辐射场强为零的方向）之间的夹角，记为“2θ0”。
半功率角和零功率角越小，表示主叶瓣的宽度越窄，说明天线的方向性越好。
一副方向性良好的天线，除了必须具备上述具有较小的半功率角和零功率角外，还应该包括后叶瓣和副叶瓣尽可能小，以减小可能出现的窜扰。
天线的主要特性（二）天线增益所谓天线增益是指天线将发射功率往某一指定方向发射的能力。
天线增益定义为：取定向天线主射方向上的某一点，在该点场强保持不变的情况下，此时用无方向性天线发射时天线所需的输入功率Pi0，与采用定向天线时所需的输入功率Pi之比称为天线增益，常用“Ｇ”表示。
天线选择原则
天线选择原则根据应用环境（地貌类型），下表列出了相应的典型天线参数：Table 1: 宏站天线的关键参数说明：以上参数排列按照水平半功率角/垂直半功率角/主瓣方向增益/电子倾角/极化方式的顺序。
下倾角：2°T 表示固定下倾角为2°; 2°T-6°T 表示固定电子下倾角可在2°-6°的范围中选择; V0°-8°T 表示可变电子下倾角可在0°-8°之间调节。
以下对表格中的选择做详细的说明：dense urban (high density areas), urban: 即密集市区（高密集区域）、市区，通过窄波瓣的天线来减少站间干扰，站间、扇区间因为窄波瓣可能形成的一些覆盖空隙可通过环境的散射来弥补。
suburban, rural: 即市郊，郊区，由于环境开阔，站间、扇区间的覆盖空隙无法通过较多的散射、折射、反射、衍射等传播方式来实现，因此选用较宽的波瓣使信号有充足的覆盖。
在郊区，还可根据具体情况使用全向天线。
选择项中推荐的可变电子下倾角：是为了便于下倾角在网络优化过程中的调整。
对于控制覆盖范围和减少下行的小区间干扰，天线下倾角的应用是一个很好的解决方法。
但是由于电可调下倾角的实现不同天线厂商有不同的技术方法，对天线的波瓣图、互调参数的影响大小不同，而且成本也高低不同，所以要根据具体情况而定。
对于直线型的铁路和公路、主干线：可以选择33度的窄波瓣天线，既有效的覆盖了公路又不会对其他站形成干扰。
某些情况下也可选择性的使用65度垂直极化天线。
一般市区选择交叉极化天线，郊区选用单极化天线，原因如下：✓市区空间有限，单极化天线需要的天线数量翻倍，对安装的空间要求更高，实施困难大。
✓从分集增益来看，在市区和市郊，空间分集在信号的不相关性上优于极化分集，但接收电平的差异性比极化分集更大，因此两者获得的分集增益相同。
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天线的电气特性详解及手持设备天线选用原则
天线是影响所有无线通信系统可靠性和性能的众多因素中很关键的一个。
选择能完全满足系统性能指标的天线是非常重要的。
然而，现今的小型手持设备也给天线设计工程师带来了挑战，天线要尽量薄、结构要紧凑、性能要高，而且还要满足各种各样的技术标准。
面市时间
和成本也是制造商要考虑的两个重要因素。
为系统选择最好的天线的两个主要条件是天线的电气和机械特性。
这些指标受设备的设计和机械结构所限制。
基本的电气特性
应该考虑的基本电气特性是天线的工作频率、带宽、最大增益、平均增益、效率、回波损耗，或者电压驻波比(VSWR)，以及极化方向、指向性、副瓣和后瓣辐射强度、前后比、相位方向图、阻抗和额定功率。
天线的构成材料和
实际的射频RF设计也决定了天线的最终电气性能。
天线的构成材料应该有
很低的损耗和很好的传导率。