科普:最全面的天线知识
物理天线知识点总结

物理天线知识点总结一、天线的分类天线可以根据它的结构、工作频率、工作方式等不同特征进行分类。
根据天线的结构,天线可以分为线性天线、面状天线、体状天线等。
根据天线的工作频率,天线可以分为超高频天线、甚高频天线、高频天线等。
根据天线的工作方式,天线可以分为接收天线、发射天线、双工天线等。
此外,根据天线的工作原理,天线还可以分为定向天线、全向天线等。
二、天线的工作原理天线是通过改变电流和电压的分布来产生电磁波。
当电流通过天线时,会在天线上产生一个电磁场。
这个电磁场会向周围空间辐射出去,形成电磁波。
同时,当有外界的电磁波作用在天线上时,天线也会感应出电流和电压。
这样,天线在电磁波的发射和接收中发挥作用。
三、天线的设计方法天线的设计是一个复杂的过程,需要考虑多种因素,包括天线的工作频率、方向性、增益、波束宽度、阻抗匹配等。
在天线的设计中,通常需要用到一些工具,如天线模拟软件、电磁场仿真软件等。
天线的设计方法包括复合结构天线的设计、微带天线的设计、阵列天线的设计等。
这些设计方法大大提高了天线的工作性能和可靠性。
四、天线的性能分析天线的性能分析是对天线的工作性能进行评估和优化的过程。
通过对天线的参数和特性进行测试和分析,可以了解天线的工作状况和性能指标,为天线的改进和优化提供依据。
常用的天线性能分析方法包括天线参数测量、天线阻抗匹配、波束宽度测量等。
五、天线的应用天线在无线通信、雷达、卫星通信、电视广播等领域中有着广泛的应用。
在无线通信系统中,天线是信息传输的关键设备,它的工作性能直接影响到通信系统的稳定性和可靠性。
在雷达系统中,天线是用来发射和接收雷达信号,它的性能直接影响到雷达的探测性能和分辨率。
在卫星通信系统中,天线是用来与卫星间进行通信,它的性能直接影响到卫星通信的质量和覆盖范围。
在电视广播系统中,天线是用来接收广播信号的,它的性能直接影响到电视节目的清晰度和稳定性。
总结:物理天线是无线通信和雷达系统中不可或缺的重要组成部分。
天线基本知识介绍
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天线基本知识介绍天线是将电信号转换为电磁波并将其传输或接收的装置。
它是电磁学的一个分支,用于无线通信、电视和广播接收、雷达以及天体物理学研究等领域。
本文将对天线的基本知识进行介绍。
1.天线的作用和原理:天线的主要作用是将电信号转换为电磁波并将其辐射到空间中,或者将接收到的电磁波转换为电信号。
它的工作原理基于法拉第电磁感应定律和亥姆霍兹理论,即通过电流在导体中产生的磁场和由变化的磁场产生的感应电流来实现电磁波的辐射或接收。
2.天线的分类:天线可以根据其结构、工作频率、功率和应用等方面进行分类。
根据结构,天线可分为线性天线(如偶极子天线)、面型天线(如片极天线、光波导天线)和体型天线(如反射天线、波导天线)。
根据工作频率,天线可分为超高频、高频、甚高频、极高频和微波天线等。
根据功率,天线可分为小功率天线和大功率天线。
根据应用,天线还可细分为通信天线、雷达天线、电视天线、卫星天线和微波天线等。
3.天线参数:天线的性能取决于其设计参数。
常见的天线参数包括增益、方向性、波束宽度、驻波比、频率响应、极化方式和带宽等。
增益是天线辐射功率与等效输入功率之比,方向性衡量天线在一些方向上的辐射能力,波束宽度是主瓣的半功率宽度,驻波比是反射功率与输入功率之比,频率响应表示天线在不同频率下的性能表现,极化方式表示电磁波的电场分量与地面垂直或平行的相对方向,带宽表示天线能够工作的频率范围。
4.天线设计方法:天线的设计是一个综合考虑电磁学原理、工作频率和应用要求的过程。
常见的天线设计方法包括试验法、数值法和半经验法。
试验法通过制作实物天线并进行实际测量来调整参数和优化天线性能。
数值法使用计算机模拟和数值算法来预测和分析天线性能,例如有限元法、谱域法和时域法等。
半经验法结合实验和数值方法,通过经验公式和优化算法来设计天线。
5.天线应用:天线的应用非常广泛,涵盖了通信、广播、雷达、航天、医疗和科学研究等领域。
在通信领域,天线用于无线电通信、移动通信和卫星通信等。
最全的天线知识 - 带你了解天线的特性..-共13页
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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。
有关天线的知识点总结
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有关天线的知识点总结一、天线的工作原理天线的工作原理可以简单地理解为两个方面:接收信号和辐射信号。
当接收信号时,天线将接收到的电磁波转换成电信号;而在辐射信号时,天线将电信号转换成电磁波辐射出去。
这样一来,天线就起到了收发信号的作用。
二、天线的分类根据不同的分类标准,天线可以分为很多种类。
其中最常见的分类方法有以下几种:1. 按照频率分类:根据天线工作的频率范围不同,可以分为超高频天线、甚高频天线、超高频天线、微波天线等;2. 按照结构分类:根据天线的结构和形状不同,可以分为偶极子天线、单极天线、方向性天线、非方向性天线等;3. 按照用途分类:根据天线的用途不同,可以分为通信天线、导航天线、雷达天线、电视天线等。
三、天线的特性1. 增益:天线的增益是指天线辐射的电磁波功率与理想点源辐射的电磁波功率的比值。
增益越高,天线的辐射效率越高。
2. 阻抗:天线的输入阻抗是指天线在工作频率下的端口电阻。
一般来说,天线的阻抗要与传输线的阻抗匹配,否则会导致信号回波,影响通信质量。
3. 方向性:天线的方向性是指天线在空间中辐射和接收电磁波信号的能力。
方向性越好,天线的指向性就越强。
4. 带宽:天线的带宽是指天线可以工作的频率范围。
一般来说,带宽越宽,天线的适用范围就越广。
四、天线的设计和调试天线的设计和调试是天线工程师的主要工作之一。
在设计天线时,需要考虑到天线的工作频率、带宽、增益、方向性等参数,并根据具体的应用场景选择合适的天线结构和材料。
在调试天线时,需要使用专业的测试设备进行天线的性能测试,一般包括驻波比测量、辐射图测量、方向图测量等。
五、天线的应用天线的应用非常广泛,几乎涵盖了各个领域。
在通信领域,天线用于手机、基站、卫星通信等设备;在雷达领域,天线用于目标探测和跟踪;在导航领域,天线用于车载导航、航空导航等设备;在电视领域,天线用于接收地面数字电视信号等。
总的来说,天线作为一种重要的通信装置,在现代社会中有着不可替代的作用。
天线基本原理及常用天线介绍
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25
电压驻波比(VSWR)对网络的影响:
VSWR 反射功率比 辐射功率减少 减少百分比
3.0
25%
2.15dB
40%
2.0
11%
0.86dB
18%
1.8
8%
0.67dB
14%
1.5
4%
0.36dB
8.0%
1.4
2.8%
0.21dB
4.7%
1.3
1.7%
0.13dB
2.9%
1.2
0.8%
0.07dB
三个及三个以上工作频段(不同制式)的宽频
天线。正如前边所介绍的:
806~869 824~896 870~960
806~960MHz 一副天线
1710~1880 1850~1990 1920~2170
1710~2170MHz 一副天线
31
806~960MHz的超宽频天线
现在的一副天线相当于原来的三副天线, 并且具备电调功能,既提高了产品性能,又在很大程度上降低了天线的生产3成2 本
峰值
- 3dB点
Peak - 3dB
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 16
方向图旁瓣显示
上旁瓣抑制 下旁瓣抑制
17
8、方向图在移动组网中的应用
1.1%
26
多径传播与反射
27
用分集接收改善信号电平
28
二、几种常用天线的介绍
天线工作原理、分类、频宽、方向基本知识
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天线工作原理、分类、频宽、方向基本知识(1)天线工作原理及作用是什么答:天线作为无线通信不可缺少的一部分,其基本功能是辐射和接收无线电波。
发射时,把高频电流转换为电磁波;接收时,把电滋波转换为高频电流。
(2)天线有多少种类?答:天线品种繁多,主要有下列几种分类方式:按用途可分为基地台天线(base station antenna)和移动台天线(mobile portable antennas)按工作频段可划分为超长波、长波、中波、短波、超短波和微波;按其方向可划分为全向和定向天线;(3)如何选择天线?答:天线作为通信系统的重要组成部分,其性能的好坏直接影响通信系统的指标,用户在选择天线时必须首先注重其性能。
具体说有两个方面,第一选择天线类型;第二选择天线的电气性能。
选择天线类型的意义是:所选天线的方向图是否符合系统设计中电波覆盖的要求;选择天线电气性能的要求是:选择天线的频率带宽、增益、额定功率等电气指标是否符合系统设计要求。
因此,用户在选择天线时最好向厂家联系咨询。
(4)什么是天线的增益?答:增益是天线的主要指标之一,它是方向系数与效率的乘积,是天线辐射或接收电波大小的表现。
增益大小的选择取决于系统设计对电波覆盖区域的要求,简单地说,在同等条件下,增益越高,电波传播的距离越远,一般基地台天线采用高增益天线,移动台天线采用低增益天线。
(5)什么是电压驻波比?答:天线输入阻抗和馈线的特性阻抗不一致时,产生的反射波和入射波在馈线上叠加形成的磁波,其相邻电压的最大值和最小值之比是电压驻波比,它是检验馈线传输效率的依据,电压驻波比小于1.5,在工作频点的电压驻波比小于1.2,电压驻波比过大,将缩短通信距离,而且反射功率将返回发射机功放部分,容易烧坏功放管,影响通信系统正常工作。
电压驻波比 1.0 1.1 1.2 1.5 2.0 3.0 反射功率% 0 0.2 0.8 4.0 11.1 25.0 传输功率% 100 99.8 99.2 96 88.9 75.0(6)什么是天线的方向性?答: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。
天线基本知识汇总
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天线基本知识汇总天线是无线通信系统的重要组成部分,它负责将电能转换为电磁波,将信号从传输介质(如空气)中发射出去或接收回来。
天线的性能直接影响着无线通信系统的质量和可靠性。
下面是关于天线基本知识的汇总。
1.天线的分类:根据应用领域和工作频率不同,天线可以分为不同的类型,如定向天线、全向天线、扇形天线、微带天线等。
2.天线的工作原理:天线的工作原理基于法拉第电磁感应定律,当电流通过天线时,它会产生一个电磁场,从而形成电磁波。
接收时,电磁波会被天线吸收,然后产生电流。
3.天线的参数:天线的主要参数包括频率范围、阻抗、增益、方向性、辐射效率等。
这些参数决定了天线的性能和适用场景。
4.天线的性能指标:-增益:天线将电能转换为电磁能的能力,通常以分贝(dB)为单位表示。
增益越高,天线的发射和接收距离越远。
-方向性:天线辐射或接收信号的特定方向能力。
定向天线具有较高的方向性,可以减少多径传播和干扰。
-阻抗:天线的输入或输出端口的电阻性质。
与发射端口匹配的阻抗可以最大程度地传递电能,减少反射损耗。
-波束宽度:天线主瓣的角度范围。
较窄的波束宽度意味着更好的方向性和更高的增益。
-辐射效率:天线将输入功率转换为有效辐射功率的能力。
辐射效率高的天线可以更好地实现远距离通信。
5.天线的结构和设计:天线的结构包含一个或多个导体元件,并且根据应用需求进行设计。
常见的天线设计包括垂直极化天线、水平极化天线、天线阵列、圆极化天线等。
6.天线的应用:天线在各种无线通信系统中广泛应用,包括移动通信、卫星通信、无线局域网、雷达、无线电广播等。
7.天线的安装和调整:为了确保天线的性能,需要正确地进行安装和调整。
安装位置和方向的选择对天线的性能和覆盖范围至关重要。
8.天线的特殊设计:根据应用需求,一些特殊设计的天线得到了广泛应用,如室内小型天线、宽带天线、增强型天线等。
9.天线的未来发展:随着无线通信技术的不断发展,天线也在不断创新和改进。
(完整版)天线基本知识与应用
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天线基本知识与应用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,回波损耗越小表示匹配越差,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。
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。
(整理)天线基本知识38064
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天线基本知识3*天线1.1 天线的作用与地位无线电发射机输出的射频信号功率,通过馈线(电缆)输送到天线,由天线以电磁波形式辐射出去。
电磁波到达接收地点后,由天线接下来(仅仅接收很小很小一部分功率),并通过馈线送到无线电接收机。
可见,天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备,没有天线也就没有无线电通信。
天线品种繁多,以供不同频率、不同用途、不同场合、不同要求等不同情况下使用。
对于众多品种的天线,进行适当的分类是必要的:按用途分类,可分为通信天线、电视天线、雷达天线等;按工作频段分类,可分为短波天线、超短波天线、微波天线等;按方向性分类,可分为全向天线、定向天线等;按外形分类,可分为线状天线、面状天线等;等等分类。
1.2 对称振子对称振子是一种经典的、迄今为止使用最广泛的天线,单个半波对称振子可简单地单独立地使用或用作为抛物面天线的馈源,也可采用多个半波对称振子组成天线阵。
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、全长为二分之一波长的振子,称半波对称振子。
另外,还有一种异型半波对称振子,可看成是将全波对称振子折合成一个窄长的矩形框,并把全波对称振子的两个端点相叠,这个窄长的矩形框称为折合振子,注意,折合振子的长度也是为二分之一波长,故称为半波折合振子。
*天线方向性发射天线的基本功能之一是把从馈线取得的能量向周围空间辐射出去,基本功能之二是把大部分能量朝所需的方向辐射。
垂直放置的半波对称振子具有平放的“面包圈” 形的立体方向图。
立体方向图虽然立体感强,但绘制困难,平面方向图描述天线在某指定平面上的方向性。
在振子的轴线方向上辐射为零,最大辐射方向在水平面上;而在水平面上各个方向上的辐射一样大。
*天线方向性增强若干个对称振子组阵,能够控制辐射,产生“扁平的面包圈” ,把信号进一步集中到在水平面方向上。
也可以利用反射板可把辐射能控制到单侧方向平面反射板放在阵列的一边构成扇形区覆盖天线。
下面的水平面方向图说明了反射面的作用--反射面把功率反射到单侧方向,提高了增益。
天线知识点总结

天线知识点总结天线是电子设备中最基本的元件之一,它能够将电磁波转换为电信号或者将电信号转换为电磁波,是广泛应用在通讯、雷达、导航、电视等领域的不可或缺的元器件。
本文将简要介绍一些天线的相关知识点。
1. 天线的基础理论 - 反射、辐射以及电磁波的特性天线的工作原理基于电磁波的传播特性及其与天线之间的相互作用。
天线通过反射、辐射等方式将电磁波与电信号进行转换,因此温度、介质、空气湿度等环境因素都会对天线的性能产生影响。
2. 天线的类型 - 主动、被动及扫描式天线天线可以根据其在电路中的位置和作用方式分为主动和被动两种类型。
主动天线通常带有放大器来增加信号强度,而被动天线则不带放大器。
此外,扫描式天线可以通过旋转、摆动等方式改变辐射方向,以实现扫描覆盖目标区域的效果。
3. 天线的指标 - 增益、方向性、VSWR、带宽等天线的性能可由其各种指标来描述,其中增益、方向性、VSWR、带宽等是较为重要的指标。
增益是天线的辐射能力,方向性是天线辐射能力随方向变化的能力,VSWR是天线对来自外部信号反射时的反射率指标,带宽则是天线能够工作的频率范围。
4. 天线的尺寸 - λ/2、λ/4、全波长天线等天线的尺寸与工作频率密切相关,常见的天线长度有λ/2、λ/4、全波长天线等。
λ/2天线通常用于VHF和UHF频段,λ/4天线适用于较低频段,全波长天线则通常用于HF 等较低频段。
5. 天线的应用 - 通讯、雷达、导航、电视等天线在通讯、雷达、导航、电视等领域都有广泛的应用。
不同应用场景对天线的要求不同,例如通讯领域需要天线具有良好的增益和方向性,而雷达和导航领域则需要具有较高的扫描速度和快速响应能力。
6. 天线的制作和测试 - PCB天线、红外按摩仪等天线的制作和测试涉及到复杂的技术和设备,常用的制作方法包括PCB天线、红外按摩仪等。
测试方法则通常包括VSWR测试、增益测试、方向性测试等。
7. 天线的未来发展趋势 - 新材料、智能化、多功能化等随着技术的不断进步,未来天线的发展趋势将会趋向于新材料、智能化、多功能化等方向。
天线的基本知识

天线的基本知识天线是无线通信中的重要组成部分,其作用是将电信号转换为电磁波进行传输或接收。
天线是无线通信系统中的关键元件,其性能直接影响到通信质量和距离等因素。
下面将介绍天线的基本知识。
一、天线的定义和作用天线是一种用于发射或接收电磁波的装置。
在无线通信中,天线的作用是将电信号转换为电磁波发射出去,或者将接收到的电磁波转换为电信号进行处理。
天线在无线通信系统中起着桥梁的作用,连接着发射机和接收机之间的电信号与电磁波之间的转换。
二、天线的基本原理天线的工作原理是基于电磁学的知识。
当电流通过天线时,会在天线附近产生电磁场。
这个电磁场会随着电流的变化而产生变化,从而形成电磁波并辐射出去。
当接收到的电磁波通过天线时,会在天线上感应出电流,从而实现电磁波到电信号的转换。
三、天线的结构和类型天线的结构形式多种多样,常见的有单极天线、双极天线、方向天线、全向天线等。
单极天线是指由一个导体构成的天线,常见的有垂直天线和水平天线。
双极天线是由两个导体构成的天线,常见的有偶极子天线和环形天线。
方向天线是指天线辐射或接收信号的主要方向是有限的,适用于需要指向性传输的场景。
全向天线是指天线辐射或接收信号的主要方向是全方向的,适用于需要全向传输的场景。
四、天线的性能指标天线的性能指标主要包括增益、方向性、频率响应、波束宽度、驻波比等。
增益是指天线在某个方向上辐射或接收信号的能力,是衡量天线性能好坏的重要指标。
方向性是指天线在某个方向上辐射或接收信号的能力相对于其他方向的能力。
频率响应是指天线在不同频率上的辐射或接收信号的能力。
波束宽度是指天线主瓣辐射功率下降到峰值功率的一半所对应的角度范围。
驻波比是指天线输入端的驻波比,用来衡量天线和传输线之间的匹配程度。
五、天线的应用领域天线广泛应用于无线通信、卫星通信、雷达、无线电广播、电视、导航系统等领域。
在无线通信中,天线是移动通信、无线局域网等系统中的重要组成部分,直接影响通信质量和距离。
一些天线基本知识

一些天线基本知识------------------------------------------作者xxxx------------------------------------------日期xxxx一些天线基本知识一、电磁波产生的基本原理按照麦克斯韦电磁场理论,变化的电场在其周围空间要产生变化的磁场,而变化的磁场又要产生变化的电场。
这样,变化的电场和变化的磁场之间相互依赖,相互激发,交替产生,并以一定速度由近及远地在空间传播出去。
周期性变化的磁场激发周期性变化的电场,周期性变化的电场激发周期性变化的磁场。
电磁波不同于机械波,它的传播不需要依赖任何弹性介质,它只靠“变化电场产生变化磁场,变化磁场产生变化电场”的机理来传播。
当电磁波频率较低时,主要籍由有形的导电体才能传递;当频率逐渐提高时,电磁波就会外溢到导体之外,不需要介质也能向外传递能量,这就是一种辐射。
在低频的电振荡中,磁电之间的相互变化比较缓慢,其能量几乎全部反回原电路而没有能量辐射出去。
然而,在高频率的电振荡中,磁电互变甚快,能量不可能反回原振荡电路,于是电能、磁能随着电场与磁场的周期变化以电磁波的形式向空间传播出去。
根据以上的理论,每一段流过高频电流的导线都会有电磁辐射。
有的导线用作传输,就不希望有太多的电磁辐射损耗能量;有的导线用作天线,就希望能尽可能地将能量转化为电磁波发射出去。
于是就有了传输线和天线。
无论是天线还是传输线,都是电磁波理论或麦克斯韦方程在不同情况下的应用。
对于传输线,这种导线的结构应该能传递电磁能量,而不会向外辐射;对于天线,这种导线的结构应该能尽可能将电磁能量传递出去。
不同形状、尺寸的导线在发射和接收某一频率的无线电信号时,效率相差很多,因此要取得理想的通信效果,必须采用适当的天线才行!研究什么样结构的导线能够实现高效的发射和接收,也就形成了天线这门学问。
高频电磁波在空中传播,如遇着导体,就会发生感应作用,在导体内产生高频电流,使我们可以用导线接收来自远处的无线电信号。
移动通信天线基础知识范文精简版
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移动通信天线基础知识移动通信天线基础知识1. 简介2. 天线分类2.1 按形式分类- 线性极化天线:根据振子的形式可以分为直立式天线(如全向天线)和倾斜式天线。
- 圆极化天线:包括左旋圆极化天线和右旋圆极化天线。
- 方波天线:常见的方波天线有方略天线和叶片天线。
2.2 按频率分类- 宽带天线:适用于多频段通信系统,如移动通信中的多频段天线。
- 窄带天线:适用于单频段通信系统,如无线电通信。
2.3 按功能分类- 发射天线:将射频信号转化为电磁波进行发射。
- 接收天线:将接收到的电磁波转化为射频信号进行接收。
3. 天线工作原理天线的工作原理基于电磁波的传播和辐射,其主要过程分为辐射和辐射场。
3.1 辐射过程天线通过电流或电压激励,产生电场和磁场,并将电磁能量转化为电磁波进行辐射。
辐射过程受到天线的结构、材料、频率等因素的影响。
3.2 辐射场辐射场是指电磁波在空间中的传播情况,包括辐射方向性、辐射功率等参数。
天线的辐射场性能直接影响通信质量和覆盖范围。
4. 天线性能参数4.1 增益天线增益是天线发射或接收信号强度的比较值,一般以dBi(dB与基准天线相比)或dBd(dB与标准偶极子天线相比)为单位。
4.2 方向性天线方向性是指天线在空间中辐射电磁波的方向特性,可以分为全向性和定向性天线。
全向性天线在水平方向上具有均匀的辐射特性,而定向性天线在特定方向上具有较高的辐射能力。
4.3 驻波比天线驻波比是指天线系统中传输线的阻抗与输入阻抗之比,用于评估天线系统的匹配性能,影响信号传输的效率和质量。
4.4 带宽天线带宽是指天线在有效工作状态下的频率范围,对于宽带通信系统而言,带宽越宽,支持的频段越多。
5. 天线安装要点5.1 安装高度天线的安装高度对于信号传输和接收具有重要影响,一般需考虑建筑物高度、障碍物遮挡、传输距离等因素。
5.2 天线方位角天线方位角是指天线指向的水平方向角度,与基站或通信目标的相对方向有关,需要根据具体需求进行调整。
天线基本知识点总结
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天线基本知识点总结引言天线作为无线通信系统中的重要组成部分,起着收发电磁波信号的重要作用。
它的性能直接影响到无线通信系统的传输质量和覆盖范围,因此对天线的基本知识进行深入了解对于理解和设计无线通信系统至关重要。
一、天线的基本概念1. 天线的定义天线是指用于传输和接收无线电波的设备,通常由一个或多个导体制成。
它可以将射频信号转换成电磁波,或者将电磁波转换成射频信号,是无线通信系统中不可或缺的组成部分。
2. 天线的主要功能天线主要功能是将射频信号转化为电磁波并进行辐射,或者将接收到的电磁波转化为射频信号。
其次,天线还具有指向性和增益调节的功能。
3. 天线的分类根据使用场景和结构特点,天线可以分为室内天线和室外天线;根据辐射方式,天线可以分为定向天线和非定向天线;根据频段,天线可以分为宽频天线和窄带天线。
二、天线的基本参数1. 天线的增益天线的增益是指天线在特定方向上辐射功率与参考天线(一般为同种条件下的理想点源天线)辐射功率之比。
增益值越大,天线的辐射方向性越强,传输距离越远。
2. 天线的方向特性天线的方向特性是指天线在空间中辐射电磁波的方向分布规律。
根据辐射特性,天线可以分为全向天线和定向天线。
全向天线在水平方向上的辐射方向性最小,而定向天线在特定方向上的辐射方向性最大。
3. 天线的频率特性天线的频率特性是指天线在不同频率下的辐射特性和阻抗匹配情况。
由于不同频率下的波长不同,因此同一天线在不同频段下的辐射特性和阻抗情况会有所不同,需要进行频率特性的设计和匹配。
4. 天线的阻抗天线的阻抗是指天线在工作频率下的输入阻抗。
天线的阻抗匹配对于信号的传输和接收至关重要,需要根据工作频率进行设计和调整。
阻抗匹配不佳会导致信号的反射和损耗,影响通信质量。
5. 天线的带宽天线的带宽是指天线在一定范围内能够正常工作的频率范围。
天线的带宽需要根据具体应用场景来选择,以保证在不同频率下的正常工作和性能表现。
三、天线的设计原理1. 天线的辐射原理天线的辐射原理是天线将射频信号转换成电磁波并进行辐射的物理过程。
天线基础知识
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天线基础知识总汇关键词:馈线方向图发射天线接收天线抛物面天线1 天线1.1 天线的作用与地位无线电发射机输出的射频信号功率,通过馈线(电缆)输送到天线,由天线以电磁波形式辐射出去。
电磁波到达接收地点后,由天线接下来(仅仅接收很小很小一部分功率),并通过馈线送到无线电接收机。
可见,天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备,没有天线也就没有无线电通信。
天线品种繁多,以供不同频率、不同用途、不同场合、不同要求等不同情况下使用。
对于众多品种的天线,进行适当的分类是必要的:按用途分类,可分为通信天线、电视天线、雷达天线等;按工作频段分类,可分为短波天线、超短波天线、微波天线等;按方向性分类,可分为全向天线、定向天线等;按外形分类,可分为线状天线、面状天线等;等等分类。
*电磁波的辐射导线上有交变电流流动时,就可以发生电磁波的辐射,辐射的能力与导线的长度和形状有关。
如图1.1 a 所示,若两导线的距离很近,电场被束缚在两导线之间,因而辐射很微弱;将两导线张开,如图1.1 b 所示,电场就散播在周围空间,因而辐射增强。
必须指出,当导线的长度L 远小于波长λ 时,辐射很微弱;导线的长度L 增大到可与波长相比拟时,导线上的电流将大大增加,因而就能形成较强的辐射。
1.2 对称振子对称振子是一种经典的、迄今为止使用最广泛的天线,单个半波对称振子可简单地单独立地使用或用作为抛物面天线的馈源,也可采用多个半波对称振子组成天线阵。
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、全长为二分之一波长的振子,称半波对称振子, 见图1.2a 。
另外,还有一种异型半波对称振子,可看成是将全波对称振子折合成一个窄长的矩形框,并把全波对称振子的两个端点相叠,这个窄长的矩形框称为折合振子,注意,折合振子的长度也是为二分之一波长,故称为半波折合振子, 见图1.2 b。
1.3 天线方向性的讨论1.3.1 天线方向性发射天线的基本功能之一是把从馈线取得的能量向周围空间辐射出去,基本功能之二是把大部分能量朝所需的方向辐射。
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科普:最全面的天线知识天线是一种变换器,它把传输线上传播的导行波,变换成在无界媒介(通常是自由空间)中传播的电磁波,或者进行相反的变换。
在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。
天线总输入功率的比值,称该天线的最大增益系数。
它是比天线方向性系数更全面的反映天线对总的射频功率的有效利用程度。
并用分贝数表示。
可以用数学推证,天线最大增益系数等于天线方向性系数和天线效率的乘积。
天线的发明天线是由俄国科学家波波夫发明的。
1888年,29岁的波波夫得知德国著名物理学家赫兹发现电磁波的消息后,这位曾经立志推广电灯的年轻科学家对朋友们说:“我用毕生的精力去安装电灯,对于广阔的俄罗斯来说,只不过照亮了很小的一角:假如我能指挥磁波,那就可以飞越整个世界!”于是,他埋头研究,向新的目标发起了冲击。
1894年,波波夫制成了一台无线电接收机。
这台接收机的核心部分用的是改进了的金属屑检波器,波波夫采用电铃作终端显示,电铃的小锤可以把检波器里的金属屑震松。
电铃用一个电磁继电器带动,当金属屑检波器检测到电磁波时,继电器接通电源,电铃就响起来。
有一次,波波夫在实验中发现,接收机检测电波的距离突然比往常增大了许多。
“这是怎么回事呢?”波波夫查来查去,一直找不出原因。
一天,波波夫无意之中发现一根导线搭在金属屑检波器上。
他把导线拿开,电铃便不响了;他把实验距离缩小到原来那么近,电铃又响了起来。
波波夫喜出望外,连忙把导线接到金属屑检波器的一头,并把检波器的另一头接上。
经过再次试验,结果表明使用天线后,信号传递距离剧增。
无线电天线由此而问世。
1、按工作性质可分为发射天线和接收天线;2、按用途可分为通信天线、广播天线、电视天线、雷达天线等;3、按方向性可分为全向天线和定向天线等;4、按工作波长可分为超长波天线、长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线、微波天线等;5、按结构形式和工作原理可分为线天线和面天线等。
描述天线的特性参量有方向图、方向性系数、增益、输入阻抗、辐射效率、极化和频宽;6、按维数来分可以分成两种类型:一维天线和二维天线。
一维天线:由许多电线组成,这些电线或者像手机上用到的直线,或者是一些灵巧的形状,就像出现电缆之前在电视机上使用的老兔子耳朵。
单极和双极天线是两种最基本的一维天线。
二维天线:变化多样,有片状(一块正方形金属)、阵列状(组织好的二维模式的一束片)、喇叭状、碟状。
7、天线根据使用场合的不同可以分为:手持台天线、车载天线、基地天线三大类。
手持台天线:就是个人使用手持对讲机的天线,常见的有橡胶天线和拉杆天线两大类。
车载天线:是指原设计安装在车辆上通讯天线,最常见应用最普遍的是吸盘天线。
车载天线结构上也有缩短型、四分之一波长、中部加感型、八分之五波长、双二分之一波长等形式的天线。
基地台天线:在整个通讯系统中具有非常关键的作用,尤其是作为通讯枢纽的通信台站。
常用的基地台天线有玻璃钢高增益天线、四环阵天线(八环阵天线)、定向天线。
一些指标:天线效率它是指天线辐射出去的功率(即有效地转换电磁波部分的功率)和输入到天线的有功功率之比。
是恒小于1的数值。
天线极化波电磁波在空间传播时,若电场矢量的方向保持固定或按一定规律旋转,这种电磁波便叫极化波,又称天线极化波,或偏振波。
通常可分为平面极化(包括水平极化和垂直极化)、圆极化和椭圆极化。
极化方向极化电磁波的电场方向称为极化方向。
极化面极化电磁波的极化方向与传播方向所构成的平面称为极化面。
垂直极化无线电波的极化,常以大地作为标准面。
凡是极化面与大地法线面(垂直面)平行的极化波称为垂直极化波。
其电场方向与大地垂直。
水平极化凡是极化面与大地法线面垂直的极化波称为水平极化波。
其电场方向与大地相平行。
平面极化如果电磁波的极化方向保持在固定的方向上,称为平面极化,也称线极化。
在电场平行于大地的分量(水平分量)和垂直于大地表面的分量,其空间振幅具有任意的相对大小,可以得到平面极化。
垂直极化和水平极化都是平面极化的特例。
圆极化当无线电波的极化面与大地法线面之间的夹角从0~360°周期的变化,即电场大小不变,方向随时间变化,电场矢量末端的轨迹在垂直于传播方向的平面上投影是一个圆时,称为圆极化。
在电场的水平分量和垂直分量振幅相等,相位相差90°或270°时,可以得到圆极化。
圆极化,若极化面随时间旋转并与电磁波传播方向成右螺旋关系,称右圆极化;反之,若成左螺旋关系,称左圆极化。
椭圆极化若无线电波极化面与大地法线面之间的夹角从0~2π周期地改变,且电场矢量末端的轨迹在垂直于传播方向的平面上投影是一个椭圆时,称为椭圆极化。
当电场垂直分量和水平分量的振幅和相位具有任意值时(两分量相等时例外),均可得到椭圆极化。
天线介绍:长波天线、中波天线是工作于长波及中波波段的发射天线或接收天线的统称。
长、中波是以地波和天波传播的,而天波则连续反射于电离层和大地之间。
根据此传播特性,长、中波天线应能产生垂直极化的电波。
在长、中波天线中,应用较广的的有垂直型、倒L型、T型、伞型垂直接地天线。
长、中波天线应有良好的地网。
长、中波天线存在着许多技术上的问题,如有效高度小、辐射电阻小、效率低、通频带窄、方向性系数小等。
为了解决这些问题,天线结构往往非常复杂,非常庞大。
短波天线工作于短波波段的发射或接收天线,统称为短波天线。
短波主要是借助于电离层反射的天波传播的,是现代远距离无线电通信的重要手段之一。
短波天线形式很多,其中应用最多的有对称天线、同相水平天线、倍波天线、角型天线、V型天线、菱形天线、鱼骨形天线等。
和长波天线比较,短波天线的有效高度大,辐射电阻大,效率高,方向性良好,增益高,通频带宽。
超短波天线工作于超短波波段的发射和接收天线称为超短波天线。
超短波主要靠空间波传播。
这种天线的形式很多,其中应用最多的有八木天线、盘锥形天线、双锥形天线、“蝙蝠翼”电视发射天线等。
微波天线工作于米波、分米波、厘米波、毫米波等波段的发射或接收天线,统称为微波天线。
微波主要靠空间波传播,为增大通信距离,天线架设较高。
在微波天线中,应用较广的有抛物面天线、喇叭抛物面天线、喇叭天线、透镜天线、开槽天线、介质天线、潜望镜天线等。
定向天线定向天线是指在某一个或某几个特定方向上发射及接收电磁波特别强,而在其它的方向上发射及接收电磁波则为零或极小的一种天线。
采用定向发射天线的目的是增加辐射功率的有效利用率,增加保密性;采用定向接收天线的主要目的是增加抗干扰能力。
不定向天线在各个方向上均匀辐射或接收电磁波的天线,称为不定向天线,如小型通信机用的鞭状天线等。
宽频带天线方向性、阻抗和极化特性在一个很宽的波段内几乎保持不变的天线,称为宽频带天线。
早期的宽频带天线有菱形天线、V形天线、倍波天线、盘锥形天线等,新的宽频带天线有对数周期天线等。
调谐天线仅在一个很窄的频带内才具有预定方向性的天线,称为调谐天线或称调谐的定向天线。
通常,调谐天线仅在它的调谐频率附近5%的波段内,其方向性才保持不变,而在其它频率上,方向性变化非常厉害,以致使通信遭到破坏。
调谐天线不适于频率多变的短波通信。
同相水平天线、折合天线、曲折天线等均属于调谐天线。
垂直天线垂直天线是指与地面垂直放置的天线。
它有对称与不对称两种形式,而后者应用较广。
对称垂直天线常常是中心馈电的。
不对称垂直天线则在天线底端与地面之间馈电,其最大辐射方向在高度小于1/2波长的情况下,集中在地面方向,故适应于广播。
不对称垂直天线又称垂直接地天线。
倒L天线在单根水平导线的一端连接一根垂直引下线而构成的天线。
因其形状象英文字母L倒过来,故称倒L形天线。
俄文字母的Γ字正好是英文字母L的倒写。
故称Γ型天线更方便。
它是垂直接地天线的一种形式。
为了提高天线的效率,它的水平部分可用几根导线排在同一水平面上组成,这部分产生的辐射可忽略,产生辐射的是垂直部分。
倒L天线一般用于长波通信。
它的优点是结构简单、架设方便;缺点是占地面积大、耐久性差。
T形天线在水平导线的中央,接上一根垂直引下线,形状象英文字母T,故称T形天线。
它是最常见的一种垂直接地的天线。
它的水平部分辐射可忽略,产生辐射的是垂直部分。
为了提高效率,水平部分也可用多根导线组成。
T形天线的特点与倒L形天线相同。
它一般用于长波和中波通信。
伞形天线在单根垂直导线的顶部,向各个方向引下几根倾斜的导体,这样构成的天线形状象张开的雨伞,故称伞形天线。
它也是垂直接地天线的一种形式。
其特点和用途与倒L形、T形天线相同。
鞭状天线是一种可弯曲的垂直杆状天线,其长度一般为1/4或1/2波长。
大多数鞭状天线都不用地线而用地网。
小型鞭状天线常利用小型电台的金属外壳作地网。
有时为了增大鞭状天线的有效高度,可在鞭状天线的顶端加一些不大的辐状叶片或在鞭状天线的中端加电感等。
鞭状天线可用于小型通信机、步谈机、汽车收音机等。
对称天线两部分长度相等而中心断开并接以馈电的导线,可用作发射和接收天线,这样构成的天线叫做对称天线。
因为天线有时也称为振子,所以对称天线又叫对称振子,或偶极天线。
总长度为半个波长的对称振子,叫做半波振子,也叫做半波偶极天线。
它是最基本的单元天线,用得也最广泛,很多复杂天线是由它组成的。
半波振子结构简单,馈电方便,在近距离通信中应用较多。
笼形天线是一种宽波段弱定向天线。
它是把几根导线围成的空心圆柱体代替对称天线中的单导线辐射体而成的,因其辐射体呈笼形,故称笼形天线。
笼形天线的工作波段宽,易于调谐。
它适应于近距离的干线通信。
角形天线属于对称天线的一类,但它的两臂不排列在一条直线上,而成90°或120°角,故称角形天线。
这种天线一般是水平装置的,它的方向性是不显著的。
为了得到宽波段特性,角形天线的双臂也可采用笼形结构,称角笼形天线。
折合天线将振子弯折成相互平行的对称天线称为折合天线。
有双线折合天线、三线折合天线及多线折合天线几种形式,弯折时,应使各线上各对应点的电流同相,从远处看,整个天线如同一对称天线。
但折合天线与对称天线比较,辐射增强。
输入阻抗增大,便于与馈线耦合。
折合天线是一种调谐天线,工作频率较窄。
它在短波和超短波波段获得广泛应用。
V形天线是由彼此成一角度的两条导线组成,形状象英文字母V的一种天线。
它的终端可以开路,也可以接有电阻,其电阻的大小等于天线的特性阻抗。
V形天线具有单向性,最大发射方向在分角线方向的垂直平面内。
它的缺点是效率低、占地面积大。
菱形天线是一种宽频带天线。
它由一个水平的菱形悬挂在四根支柱上构成,菱形的一只锐角接在馈线上,另一只锐角接一与菱形天线特性阻抗相等的终端电阻。
在指向终端电阻方向的垂直平面内,具有单向性。
菱形天线的优点是增益高、方向性强、使用波段宽、易于架设和维护;缺点是占地面积大。