微波天线应用综述

微波天线应用综述

随着无线通信技术的迅速发展，微波技术的应用范围也非常的广泛。最普遍的应用就是用来传递信息，称之为微波通信。微波天线则是微波通信系统中最重要的部分，可以说是核心部分。凡是能利用电磁波来传递的信息几乎都依靠微波天线传递与互换的，同时微波天线也可辐射电磁波等能量。微波天线是微波通信系统收发设备的“出口”兼“入口”，天线的性能直接影响整个系统的运行。因此对微波天线的要求非常的苛刻。同时在天线的选择及位置确定上也要求的非常严格，必须要考虑到各个方面因素的影响。

微波信号在传输过程中会受到大气、海面、地面、高大建筑物、山峰的折射和绕射等影响，导致信号衰落和失真，甚至中断。因此对微波传输天线的选择和进行优化时，必须根据微波通信的基本特点，研究微波在传输过程中受到的影响因素，进而进行优化以减少信号衰落和失真。

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。

地面反射对视距传播有重要影响，它是产生电平衰落的主要原因之一。但当微波传输路径上有刀刃形障碍物(或山峰)阻挡时，情况就会不一样。如果障碍物的尖峰恰好落在两个相邻微波站的收信天线和发信天线的连线上，微波传输会增加6 dB电平衰耗；当障碍物的尖峰超出连线时，电平衰耗将增加更快，实际应用中应避免出现这种情况，可通过改动微波传输线路或增高天线来改动传输特性。大气的不均匀使大气的成分、压强、温度和湿度都随高度变化，引起大气折射率也随高度发生变化，这将导致电波传播方向发生变化，并同地面反射和直射造成微波的多径衰落。

在不能使用传统布线方式的地方或传统布线比较困难的区域，微波扩频技术可轻而易举的实现网络的传输和链接，而且网络建设速度快，设备安装方便灵活，建设周期短，省时省力省费用。

军事雷达是微波天线应用的一个重要领域。雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息。其原理是雷达设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向，处在此方向上的物体反射碰到的电磁波；雷达天线接收此反射波，送至接收设备进行处理，提取有关该物体的某些信息。

还有移动通信中的天线应用。无论是GSM 还是CDMA，板状天线是用得最为普遍的一类极为重要的基站天线。这种天线的优点是：增益高、扇形区方向图好、后瓣小、垂直面方向图俯角控制方便、密封性能可靠以及使用寿命长。板状天线也常常被用作为直放站的用户天线，根据作用扇形区的范围大小，应选择相应的天线型号。蜂窝系统中基站天线最常采用的天线形式是印制振子天线，此类半波振子天线在驻波比（VSWR, voltage standing wave ratio）小于2.0时有大于15％的频带宽度。通过在天线的下方加反射板的办法可以把振子天线的H面全向方向图压制成一个扇区波瓣形状。

参考文献：

[1]钟顺时，天线理论与技术（第2版）[B].电子工业出版社.2015-1；

[2]刘学观、郭辉萍，微波技术与天线（第三版）[B].西安电子科技大学出版社.2012-1-3；

[3]闫润卿，李英惠.微波技术基础（第4版）[B].北京理工大学出版社.2011-3-1.