天线系数的计算与使用
天线系数的计算与使用
… … ． … ． … … ． … ． ． … ． … ．． … ． … ． … ．
连 接 电 路
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射 电 磁 波
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（ ）。 天 线 系 数 的 量 纲 单 位 是 １ ｍ，天 线 系数 对 数 形 式 １ ／
法 可 参 见 文 献 。
为 了深 入 讨 论 天 线 系 数 的 计 算 公 式 ，以 下 简 要 介 绍 天 线 理 论 中 的２ 常 用 参 数 。 天 线 有 效 高 度 ｈ （ ，为 天 个 ｍ）
线 感应 电压 和 接 受 天线 处入 射 电 场场 强 之 比 ：
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图１等效 电路示意 图
根 据 图 １ 知 如 果 把 天 线 看 做 两 端 口 的 转 换 器 可 件 ，天 线 系 数 可 以 认 为是 电磁 场 测 量 系 统 的 传 递 函 数 。
（） ３
据 此 ．我 们 可 以 定 义 复 数 天线 系 数 ．用 于 获 得被 测 电 磁 场 电 场 强 度 和 相 应 的 相 位 信 息 。 不 过 复 数 天 线 系 数 应 用
。
（ ４）
天线原理与设计—第一章天线参数
1.2 天线主要的特性参数
圆极化和椭圆极化
对于两个相互垂直的线极化波，当他们幅度相同 相位相差 90°是形成圆极化波，当他们幅度不同 的时候，则形成椭圆极化波。他们根据旋转方向 不同，又分为左旋和右旋。
1.2 天线主要的特性参数
天线的极化
• 当来波的极化方向与接收天线的极化方向不一致 时，接收到的信号都会变小，也就是说，发生极 化损失。 • 当接收天线的极化方向与来波的极化方向完全正 交时，例如用水平极化的接收天线接收垂直极化 的来波，或用右旋圆极化的接收天线接收左旋圆 极化的来波时，天线就完全接收不到来波的能量， 这种情况下极化损失为最大，称极化完全隔离。
辐射近场区的场以辐射场为主，但场随空间角度的分 布会随 R 的变化而变化，场的径向分量也有可能较大。 这一区域的范围一般定义为 （D > ）。 当天线的尺寸与波长相比很小时，这一区域可能不存 在。对于聚焦于无穷处的天线，这一区域也称为菲涅 耳(Fresnel)区。 远场区则是我们最关心的区域，我们的测量几乎都必 须在这个区域内进行。
1.1 空间源产生的场
L=lambda/2
L=3*lambda/2
1.1 空间源产生的场
一般根据R的变化可以将空间分为感应近场区、辐射近 场 区 （ 菲 涅 耳 区 Fresnel ） 和 远 场 区 （ 夫 琅 和 费 Fraunhofer）三个区，如图所示。
1.1 空间源产生的场
感应近场区的场主要是感应场，其外边界一般定义 为 ，其中，D为天线的最大尺寸，为 工作波长。如果天线是非常短的偶极天线，其外边界 定义为 。。
1.2 天线主要的特性参数
主瓣宽度
场强从主瓣最大值下降到最大值的0.707倍或功率从 主瓣的功率最大值下降到主瓣功率最大值一半时两 点之间的角度 主瓣宽度通常指方向 图某个截面内的主瓣 宽度。如果天线方向 图不是旋转对称的 ， 则各个截面内的主瓣 宽度不等。一般情况 下主要考虑 E 面和 H 面 内的主瓣宽度。
天线系数的计算公式
天线系数的计算公式天线系数是用于描述天线性能的一个重要指标。
它反映了天线在接收和发送无线电信号时的效率和方向性。
天线系数的计算公式是通过天线的增益和辐射功率之间的关系来得出的。
天线系数的计算公式为：天线系数= （天线的辐射功率）/ （输入电功率）。
在这个公式中，天线的辐射功率是指天线向空间辐射的功率，而输入电功率是指输入到天线的电功率。
通过这个公式，我们可以得到天线的系数，从而评估天线的性能。
天线系数的数值通常是一个大于1的正数。
当天线系数大于1时，表示天线的辐射功率大于输入电功率，说明天线具有较好的辐射效率。
反之，当天线系数小于1时，表示天线的辐射功率小于输入电功率，说明天线的辐射效率较低。
天线系数的计算需要知道天线的增益和辐射功率。
天线的增益是指天线辐射功率与理想点源天线辐射功率之比。
而天线的辐射功率是指天线向空间辐射的总功率。
天线的增益可以通过实验或计算得到。
实验方法通常是使用天线测试仪器进行测量，将天线放置在特定位置，然后测量接收到的信号强度，再与理想点源天线进行比较，得到增益值。
计算方法则是通过天线的结构参数和电磁理论进行计算，得到增益值。
天线的辐射功率可以通过天线的功率密度和辐射方向性计算得到。
天线的功率密度是指单位面积上的辐射功率，而辐射方向性是指天线在不同方向上辐射功率的分布情况。
通过对天线的功率密度和辐射方向性进行积分计算，可以得到天线的辐射功率。
天线系数的计算公式是通过以上的参数进行计算得到的。
它是评估天线性能的重要指标之一。
通过计算天线系数，我们可以了解天线的辐射效率和方向性，从而选择合适的天线用于不同的应用场景。
天线系数是一个重要的天线性能指标，可以通过天线的增益和辐射功率计算得到。
它反映了天线的辐射效率和方向性，对于无线通信和雷达等领域的应用非常重要。
通过计算天线系数，我们可以选择合适的天线，提高通信质量和系统性能。
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。
天线系数的计算公式
天线系数的计算公式
（最新版）
目录
1.天线系数的定义与重要性
2.天线系数的计算公式
3.计算公式的推导过程
4.应用实例与分析
正文
【1.天线系数的定义与重要性】
天线系数是描述天线接收和发送信号能力的一个重要参数，它反映了天线在某一方向上接收或发送信号的强度与理想情况下的信号强度之比。
在无线通信系统中，天线系数对于评估系统性能和设计合适的天线系统具有重要意义。
【2.天线系数的计算公式】
天线系数的计算公式为：
G = (E × H) / (k × (1/4π) × (R^2 + H^2)^(3/2))
其中，G 表示天线系数，E 表示天线接收到的电场强度，H 表示天线高度，k 表示波数，R 表示天线半径。
【3.计算公式的推导过程】
天线系数的计算公式来源于电磁场理论，它的推导过程涉及到复杂的积分运算。
在推导过程中，首先将电磁场方程进行分离变量，然后对变量进行积分运算，最后得到天线系数的计算公式。
【4.应用实例与分析】
在实际应用中，天线系数的计算公式可以帮助我们评估天线的性能，
并为天线系统的设计提供重要参考。
例如，在设计无线通信基站时，我们可以通过计算天线系数来选择合适的天线，以实现最佳的信号覆盖范围和系统性能。
总之，天线系数的计算公式是描述天线接收和发送信号能力的重要参数，它对于评估天线性能和设计合适的天线系统具有重要意义。
天线方向系数的定义
天线方向系数的定义
天线方向系数（Antenna Directivity）是一个无量纲的指标，用于描述天线在某个给定方向上发射或接收无线电信号的能力。
它描述了天线在某个特定方向上的增益，即天线在该方向上相对于理想辐射体的增益。
辐射尖峰值方向的方向系数也称为天线增益（Antenna Gain）。
天线方向系数通常用线性单位（dB）表示。
常用的一种比较简单的方式是将天线对于该方向上的最大增益与该天线对于各个方向的平均增益相比较，这种比较方式称为天线增益。
天线方向系数越大，表明天线在该方向上的增益越高，天线的传输或接收性能越好。
无线WiFi天线增益计算公式
无线WiFi-天线增益计算公式附1:天线口径和2.4G频率的增益0.3M 15.7DBi0.6M 21.8DBi0.9M 25.3DBi1.2M 27.8DBi1.6M 30.3DBi1.8M 31.3DBi2.4M 33.8DBi3.6M 37.3DBi4.8M 39.8DBi附2:空间损耗计算公式Ls=92.4+20Logf+20Logd附3:接收场强计算公式Po-Co+Ao-92.4-20logF-20logD+Ar-Cr=Rr其中Po为发射功率,单位为dbm.Co为发射端天线馈线损耗.单位为db.Ao为天线增益.单位为dbi.F为频率.单位为GHz.D为距离,单位为KM.Ar为接收天线增益.单位为dbi.Cr为接收端天线馈线损耗.单位为db.Rr为接收端信号电平.单位为dbm.例如:AP发射功率为17dbm(50MW).忽略馈线损耗.天线增益为10dbi.距离为2KM.接收天线增益为10dbi.到达接收端电平为17+10-92.4-7.6-6+10=-69dbm附4: 802.11b 接收灵敏度22 Mbps (PBCC): -80dBm11 Mbps (CCK): -84dBm5.5 Mbps (CCK): -87dBm2 Mbps (DQPSK): -90dBm1 Mbps (DBPSK): -92dBm(典型的测试环境：包错误率PER < 8% 包大小：1024 测试温度：25ºC + 5ºC)附5: 802.11g 接收灵敏度54Mbps (OFDM) -66 dBm8Mbps (OFDM) -64 dBm36Mbps (OFDM) -70 dBm24Mbps (OFDM) -72 dBmbps (OFDM) -80 dBm2Mbps (OFDM) -84 dBm9Mbps (OFDM) -86 dBm6Mbps (OFDM) -88 dBm---------------------------------------------------------------发一个计算抛物面半径的公式，不少人拿到抛物面可以一下子计算不出来焦点。
天线工作原理与主要参数
天线工作原理与主要参数(总10页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--天线工作原理与主要参数一、天线工作原理与主要参数<BR>天线是任何一个无线电通信系统都不可缺少的重要组成部分。
合理慎重地选用天线，可以取得较远的通信距离和良好的通信效果。
(一)天线的作用<BR>各类无线电设备所要执行的任务虽然不同，但天线在设备中的作用却是基本相同的。
任何无线电设备都是通过无线电波来传递信息，因此就必须有能辐射或接收电磁波的装置。
所以，天线的第一个作用就是辐射和接收电磁波。
当然能辐射或接收电磁波的东西不一定都能用来作为天线。
例如任何高频电路，只要不是完全屏蔽起来的，都可以向周围空间或多或少地辐射电磁波，或者从周围空间或多或少地接收到电磁波。
但是，任意一个高频电路并不一定能作天线，因为它辐射和接收电磁波的效率很低。
只有能够有效地辐射和接收电磁波的设备才有可能作为天线使用。
天线的另一个作用是”能量转换”。
大家知道，发信机通过馈线送入天线的并不是无线电波，收信天线也不能直接把无线电波送入收信机，这里有一个能量的转换过程，即把发信机所产生的高频振荡电流经馈线送入天线输入端，天线要把高频电流转换为空间高频电磁波，以波的形式向周围空间辐射。
反之在接收时，也是通过收信天线把截获的高频电磁波的能量转换成高频电流的能量后，再送给收信机。
显然这里有一个转换效率问题。
天线增益越高，则转换效率就越高。
(二)天线的分类<BR>天线的形式繁多，按其用途可以分为发信天线和收信天线；按使用波段可以分为长、中、短、超短波天线和微波天线、微带天线等。
此外，我们还可按其工作原理和结构来进行分类。
<BR>为便于分析和研究天线的性能，一般把天线按其结构形式分为两大类：一类是半径远小于波长的金属导线构成的线状天线，另一类是用尺寸大于波长的金属或介质面构成的面状天线。
机场电磁环境测试
4.当测试系统中频带宽（或分辨率带宽）BT与基准带宽BS不一致时，计算带宽因子，将 测试结果换算为基准带宽下进行分析比较。 K=10log（BS/BT ）
4.无线电台（站）址
以WGS-84坐标表示的无线电台（站）天线所在的地理位置。
地面航空无线电台（站）测试频段
1.拟测频段对应的地面航空无线电台（站）为 脉冲工作方式的，应采用峰值或准峰值检波方 式对 拟测频段进行测量，拟测频段对应的地面 航空无线电台（站）为连续波工作方式的，应 采用均方根或平均值检波方式对拟测频段进行 测量。 2.测试天线的极化方式应与地面航空无线电台 （站）实际工作的天线极化方式一致。测试天 线的工作频段应完全包含地面航空无线电台 （站）所对应的无线电频段。
测试系统在基准带宽BS下的灵敏度计ห้องสมุดไป่ตู้： ESmin =PRmin-GP+AF+F
ESmin——测试系统灵敏度，单位为分贝微伏每米（dBµV/m）； PRmin——测量接收机（或频谱分析仪）灵敏度，单位为分贝毫瓦（dBm）； GP ——射频通道增益，单位为分贝（dB）； AF ——测试天线系数（天线因子），单位为分贝每米（dB/m）。 F——折算系数，频谱分析仪输入阻抗为50Ω时，折算系数为107dB;输入阻抗为75Ω时，该折算系数为109dB.
2.射频通道增益:射频通道增益为测试接收机输入端相对测试天线馈源接口端的增益. GP=G-LA-ILF-LW
GP ——射频通道增益，单位为分贝（dB）； G ——放大器的增益，单位为分贝（dB）； LA ——衰减器的衰减，单位为分贝（dB）； ILF——滤波器的插入损耗，单位为分贝（dB）； LW ——系统连接电缆（包含接头）的总体损耗，单位为分贝（dB）。
天线系数af(antenna_factor)表达式的推导过程_概述说明
天线系数af(antenna factor)表达式的推导过程概述说明1. 引言1.1 概述在无线通信和电磁测量领域，天线是起到收发信号和辐射电磁波的重要设备。
天线的性能评估需要考虑许多因素，其中之一是天线系数（Antenna Factor，简称AF）。
天线系数是描述天线接收或辐射功率与外场电场强度之间关系的一个重要参数。
本文旨在推导天线系数AF 的表达式，通过该表达式可以更准确地计算天线的接收或辐射功率。
1.2 文章结构本文将按如下结构进行叙述：引言部分概述了文章的背景和目的；正文部分详细介绍了相关概念和理论知识；推导过程部分将逐步推导出天线系数AF 的表达式；结论部分对推导过程进行总结，并通过实例验证了AF 表达式的准确性与可靠性。
1.3 目的本文旨在提供一个清晰明了的方法，用以推导出准确计算天线系数AF 的表达式。
通过这个表达式可以更好地评估、设计和优化各种类型的天线系统。
随着近年来无线通信技术和电磁测量技术的迅速发展，对天线性能的要求也越来越高。
推导出准确的AF 表达式，可以帮助工程师更好地了解天线的性能及其在特定外场环境下的表现，从而指导天线系统的优化和改进。
在接下来的正文部分，将详细介绍与天线系数相关的概念和理论知识，并逐步推导出AF 的表达式。
2. 正文在我们探讨天线系数af（antenna factor）表达式的推导过程之前，首先需要了解什么是天线系数以及它的意义。
天线系数af是指天线辐射场强与入射场强之比，它实际上是一个用于描述天线性能的重要参数。
正如我们在前面提到的，天线系数af可以表示为：af = E / Ei其中，E代表天线接收到的辐射场强度，Ei则表示入射到天线上的总场强度。
通过衡量这两个值之间的比例关系，我们可以得到有关天线性能优劣和信号接收质量的信息。
现在让我们来详细介绍如何推导出天线系数af的表达式。
首先需要明确一点，在进行推导之前，我们需要知道所使用的具体天线类型以及其特性参数。
机场电磁环境测试
30kHz：-95dBc 100kHz：-100dBc 1MHz：-120dBc
50dB
1Hz-3MHz
1Hz-3MHz
请在此键入标题
请在此键入说明文字请在此键入说明文字
测试天线
测试天线选择
天线型号
测试频率范围
天线增益
图片
双锥天线BicoLOG20100
20MHz-1GHz
-45dBi to 1dBi
EMI天线 HyperLOG20300
20MHz-3GHz
8dBi
标准对数周期天线 ATL80M1G
80MHz--1000MHz
7.5其他频段：在拟建、拟变更地面航空无线电台（站）接收天线址处进行测试。 在机场围界范围内，若拟建同一工作频率的多个航空无线电地面台（站），应根据台（站）布局情况选取 2-3个点进行测试。 特殊情况下的测试地点：若上述各测试点不具备测试条件或不能完全反映电磁环境的真实情况，可考虑在测试点附近地势较 高的空旷处进行测试。
检测目的
了解当前环境下各类无线电台站，确定各类干扰源的干扰信号强度,使航空无线电导航站与周围电磁环境合理兼容,保证飞机飞行安全,对周围可能对无线电导航通信造成干扰的隐患进行了分析，详细记录分析数据，掌握预选机场场址周边的发射源和发射辐射体。
术语及定义
1.最大允许干扰场强 为保证无线电台（站）正常工作，折算到天线口面处可允许的最大干扰信号场强。 2.最大允许干扰功率 为保证无线电台（站）正常工作，折算到天线口面处（及各向同性天线接收的）可允许的最大干扰信号功率。 3.测试系统灵敏度 测试系统接收机输出信噪比为3db时，系统接收天线口面处能够测量到的最小信号场强或功率。 4.无线电台（站）址 以WGS-84坐标表示的无线电台（站）天线所在的地理位置。
电磁兼容天线参数定义及其相互关系
电磁兼容天线参数定义及其相互关系秦顺友 王海 王聚亮（中国电子科技集团公司第54研究所，石家庄050081）摘 要:本文运用图示法简述了电磁兼容天线常用电参数的基本概念。
给出了在电磁兼容测量中，天线电参数之间的相互关系及其计算，如由天线增益计算天线系数、电压与功率之间的转换计算、功率密度与电场强度之间转换的计算和天线辐射场强的计算等。
关键词: 电磁兼容；天线参数；天线计算。
电磁兼容（EMC ）是一门关于抗电磁干扰（EMI ）影响的学科。
它是一门综合性极强的边缘科学，涉及数学、电磁场与微波理论、天线与电波传播、电路理论与信号分析、材料科学等。
可见电磁兼容天线是电磁兼容测量技术研究与应用的重要课题之一。
在电磁兼容测量中，需要使用EMC 天线，对EMC 天线电参数与特性理解深度直接影响测量方法的正确设计和测量结果正确计算。
我们利用图解的方法，直观地阐述了EMC 天线常用电参数的基本概念定义，给出了天线参数计算及其相互关系，对于进一步深刻理解EMC 天线及其在EMC 测量中的应用，具有重要的参考和应用价值。
1 EMC天线参数的基本概念1.1 天线系数天线系数亦称为接收天线系数，它定义为天线口面电场强度与天线输出电压之比，如图1所示，天线系数用公式表示为：VEAF（1） 式中：AF 为天线系数（1/m ） E 为入射到天线口面上的均匀平面波电场强度（V/m ）；V 为接收天线的输出电压（V ）。
1.2 发射天线系数发射天线系数TAF 同接收天线系数AF 是类似的，它定义为发射天线在给定距离上产生的电场强度与天线输入端电压之比。
如图2所示。
inV ETAF = （2）式中：TAF 为发射天线系数（1/m ）；E 为发射天线在给定距离上产生的电场强度（V/m ）； V in 为发射天线的输入电压（V ）。
1.3 天线方向图天线辐射方向图（简称方向图）是指天线的辐射参量（场强振幅、相位和极化等）随空间方向变化的函数图。
三环天线确认系数校准和不确定度评定
现代信息科技 Modern Information Technology
Jun.2019 Vol.3 No.12
三环天线确认系数校准和不确定度评定
刘晓琴
（广州广电计量检测股份有限公司，广东 广州 510656）
摘 要：本文介绍了三环天线系统的原理、结构及其技术参数，确认系数的校准方法和不确定度的评定过程，符合 GB/T
非标准直径三环天线系统的确认系数可用式（1）计算：
FD=F0-SD 式中：
（1）
SD——相对灵敏度，dB。
2 测量标准及其它设备
FD——非标准直径三环天线的确认系数，dB（Ω）； F0——标准直径三环天线的确认系数，dB（Ω）；
三环天线确认系数校准使用的测量标准及设备如表 1 所示。
表 1 测量标准及设备
0.2 0.4 0.6 0.8 1
2
4 6 8 10
频率 /MHz
图 1 直径为 2m 的标准三环天线的确认系数
20 30
直径为 2m 的三环天线确认系数与图 1 中给出的确认系
收稿日期：2019-05-10
数之间偏差不超过 ±2dB。 非标准直径的三环天线系统的确认系数和标准直径
（D=2m）的三环天线系统的确认系数之间的关系如图 2 所示。
Keywords：three-loop antenna；measurement characteristics；confirmation coefficient；balun-dipole；uncertainty
0引言
三环天线系统由三个相互垂直的、通常直径为 2m 的大 圆环天线（LLAS）构成，由非金属底座支持，用于测量由 单台受试设备发射的磁场所感应的电流，受试设备置于环形 天线系统的中心。三个相互垂直的大圆环天线能够以规定的 准确度来测量所有极化方向上的辐射场的干扰，而不用旋转
无线WiFi天线增益计算定律
无线WiFi-天线增益计算公式附1:天线口径和2.4G频率的增益0.3M 15.7DBi0.6M 21.8DBi0.9M 25.3DBi1.2M 27.8DBi1.6M 30.3DBi1.8M 31.3DBi2.4M 33.8DBi3.6M 37.3DBi4.8M 39.8DBi附2:空间损耗计算公式Ls=92.4+20Logf+20Logd附3:接收场强计算公式Po-Co+Ao-92.4-20logF-20logD+Ar-Cr=Rr其中Po为发射功率,单位为dbm.Co为发射端天线馈线损耗.单位为db.Ao为天线增益.单位为dbi.F为频率.单位为GHz.D为距离,单位为KM.Ar为接收天线增益.单位为dbi.Cr为接收端天线馈线损耗.单位为db.Rr为接收端信号电平.单位为dbm.例如:AP发射功率为17dbm(50MW).忽略馈线损耗.天线增益为10dbi.距离为2KM.接收天线增益为10dbi.到达接收端电平为17+10-92.4-7.6-6+10=-69dbm附4: 802.11b 接收灵敏度22 Mbps (PBCC): -80dBm11 Mbps (CCK): -84dBm5.5 Mbps (CCK): -87dBm2 Mbps (DQPSK): -90dBm1 Mbps (DBPSK): -92dBm(典型的测试环境：包错误率PER < 8% 包大小：1024 测试温度：25ºC + 5ºC)附5: 802.11g 接收灵敏度54Mbps (OFDM) -66 dBm8Mbps (OFDM) -64 dBm36Mbps (OFDM) -70 dBm24Mbps (OFDM) -72 dBmbps (OFDM) -80 dBm2Mbps (OFDM) -84 dBm9Mbps (OFDM) -86 dBm6Mbps (OFDM) -88 dBm---------------------------------------------------------------发一个计算抛物面半径的公式，不少人拿到抛物面可以一下子计算不出来焦点。
天线的性能参数
D DS S E E U U m ax
m ax 0 P r P r0
2 m ax
2 0 P r P r0
m ax 0 P r P r0
(3 2 0 )
天线的方向性系数也可以定义为：当同一接收点（位 于被研究天线的最大辐射方向）上辐射功率密度或场 强相同时，参考天线与被研究天线的辐射功率之比， 即
DD P P max
a) 线天线
子午面（E面）：包含天线导线轴的平面
赤道面（H面）：垂直于天线导线轴的平面
b) 架设在地面上的天线
c) 水平平面
铅垂平面
c) 超高频天线
E面：最大辐射方向和电场所在的平面
H面：最大辐射方向和磁场所在的平面
c.极坐标方向图和直角坐标方向图
d.分贝方向图：用分贝表示
P (,) ( d B ) 1 0 l g P (,) 2 0 l g F (,)
的方向。
1
增加
将 I 1 代入 E 1 2 得：
e1eθ 1rE310k2(Zel11F1(Z1i)n1)
在上式两侧对 E 2 1 取标积，整理后得：
e13r(0kZ1el1F1Z(in11))eE((θ 1 21EE22
1) 1)
2)天线2发射，天线1接收。
e 天线1:
电动势
2,
输入电流：
I2
将 I 2代入 E 2 1 得：
e2eθ2rE320k1(Z el22F2(Z2in)2)
在上式两侧对 E 1 2 取标积，整理后得：
e23r(k0 Ze2l2 F2Z(in22))eE((θ 2 12EE112)2)
3）应用互易定理
e 将 1 和 e 2 代入
e1 e2 I12 I 21
天线基本知识及应用--链路及空间无线传播损耗计算
∙天线基本知识及应用--链路及空间无线传播损耗计算∙ 1 链路预算上行和下行链路都有自己的发射功率损耗和路径衰落。
在蜂窝通信中，为了确定有效覆盖范围，必须确定最大路径衰落、或其他限制因数。
在上行链路，从移动台到基站的限制因数是基站的接受灵敏度。
对下行链路来说，从基站到移动台的主要限制因数是基站的发射功率。
通过优化上下行之间的平衡关系，能够使小区覆盖半径内，有较好的通信质量。
一般是通过利用基站资源，改善网络中每个小区的链路平衡（上行或下行），从而使系统工作在最佳状态。
最终也可以促使切换和呼叫建立期间，移动通话性能更好。
上下行链路平衡的计算。
对于实现双向通信的GSM系统来说，上下行链路平衡是十分重要的，是保证在两个方向上具有同等的话务量和通信质量的主要因素，也关系到小区的实际覆盖范围。
下行链路（DownLink）是指基站发，移动台接收的链路。
上行链路（UpLink）是指移动台发，基站接收的链路。
上下行链路平衡的算法如下：下行链路（用dB值表示）：PinMS = PoutBTS - LduplBTS - LpBTS + GaBTS + Cori + GaMS + GdMS - LslantBTS - LPdown式中：PinMS 为移动台接收到的功率；PoutBTS为BTS的输出功率；LduplBTS为合路器、双工器等的损耗；LpBTS为BTS的天线的馈缆、跳线、接头等损耗；GaBTS为基站发射天线的增益；Cori为基站天线的方向系数；GaMS为移动台接收天线的增益；GdMS为移动台接收天线的分集增益；LslantBTS为双极化天线的极化损耗；LPdown为下行路径损耗；上行链路（用dB值表示）：PinBTS = PoutMS - LduplBTS - LpBTS + GaBTS + Cori + GaMS + GdBTS -LPup +[Gta]式中：PinBTS为基站接收到的功率；PoutMS为移动台的输出功率；LduplBTS为合路器、双工器等的损耗；LpBTS为BTS的天线的馈缆、跳线、接头等损耗；GaBTS为基站接收天线的增益；Cori 为基站天线的方向系数；GaMS为移动台发射天线的增益；GdBTS为基站接收天线的分集增益；Gta为使用塔放的情况下，由此带来的增益；LPup为上行路径损耗。
天线知识
水平波速宽度 BW at –3 dB at –10 dB 33 60 33 60 65 120 65 120 90 180
长度 0.25 m 1m 0.25 m 2m 2,5 m
最大 增益 12 dBi 18 dBi 9 dBi 17 dBi 16.5 dBi
实际应用
公路低覆盖 公路最大覆盖
天线与无线环境
电磁波
l× F= C 其中：l = 波长、f= 频率、c= 波速
天线与无线环境
移动无线电环境
– 存在复杂的地形及地物 – 多径传播的环境 – 不断变化的环境
移动台不断移动引起环境的不断变化
周围车辆的不断变化引起环境的不断变化 城市建设来断引起环境的不断变化
– 无线电干扰及人为噪声严重的环境
无线路径的衰落（3）
3、多径传播引起的衰落
移动通信信道是一种多径衰落信道,发射的信号在城市中常常会受 到建筑物或地形的阻挡要经过直射、反射、散射等多种传播路径才到 达接收端，而且随着移动台的移动，各条传播路径上的信号幅度时延 及相位随时随地发生的变化，所以接收到的信号是起伏不稳定的这些 多径信号相互迭加产生的矢量和就会形成一个严重的衰落谷点，使矢 量和非常接近为零。迭加后的信号幅度变化符合瑞利分布，因而又被 称为瑞利衰落。瑞利衰落随时间而急剧变化，又常常 被称为快衰落。
无线路径的衰落（2）
2、对数正态衰落 常常在移动台和基站之间有高大建筑物、树林和高低起伏的地 势地貌，这些障碍物的阻挡造成电磁场的阴影，产生了阴影效应，致 使接收信号强度下降，这种衰落服从对数正态衰落，它的接收信号的 中值电场与基站和移动台的距离的四次方成反比。由于这种场强的变 化随着地理位置改变而较慢的变化，故称为慢衰落。又因为其接收场 强中值是受电磁场阴影而变化的所以又称为阴影衰落。
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。
（1）
也有人将式（1）称为电场天线系数的定义式，并定
义了磁场天线系数：入射电磁波在天线极化方向上的磁
场强度与天线所接负载两端电压的比值，见式（2）。
。
（2）
根据电磁场传播理论，可知在自由空间远场中电
磁波的电场强度和磁场强度满足式（3），比值为一常
数。所以本文讨论的天线系数即为电场天线系数。
根据IEEE定义[1]，天线系数是入射电磁波在天线极化 方向上电场强度与天线所接负载两端电压的比值，见式 （1）。天线系数的量纲单位是1/m，天线系数对数形式 的量纲单位为dB/m。
计算的有关一般等效电路模型。接收天线可视为自由空 间的波阻抗与接收系统的传输系统特征阻抗间的转换单 元，等效电路见图1。其中，V a为天线感应电动势，Z a为 天线输出电阻，Zload为接收系统等效电阻。
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，
（9）
，
（12）
，
（13）
这里，Z11 ,Z12 ,Z22是巴仑和匹配网络等效两端口 网络的电路参数。
因为
，
，
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所以
。
（14）
对于σ 2αL ，α是射频电缆衰减系数（一般为频率的 函数），l是连接用射频电缆的长度。
根据天线有关理论[4]可知，在极化和阻抗都匹配的 情况下有：
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独考虑巴仑中的射频电缆损耗，而是将巴仑的总传输 损耗按0.5d B计算（ A N S I63.5中所述的平均损耗）。
4 小结
图5 半波谐振偶极子天线系数图
频率 （MHz）
表1 半波谐振偶极子天线系数计算
2 = 2l he π （dB）
Ra Rl （dB）
天线系数计 FCC给出的数 (dB)
算结果(dB) 值(dB)
30
-3.7287 1.1394
0.0051
-2.0842
-1.8576
35
-2.4389 1.1394
0.0424
-0.7571
-0.5186
40
-1.1975 1.1394
0.0707
0.5126
0.6412
45
-0.1600 1.1394
25.4644
25.5020
800 24.9346ຫໍສະໝຸດ 1.13940.052826.6268
26.6618
900 25.9699 1.1394
0.0070
27.6163
27.6849
1000 26.3061 1.1394
0.0726
28.0182
28.6000
从表1和图5可知，理论计算的结果和实际的天线
（b）等效电路图 图4 半波谐振偶极子天线的巴仑构造和等效电路图 根据式（12）、（13）
例如在频率为 时有： ,
，
。 ，中心频率为
,
, 则：
,
,
，
3 半波谐振偶极子天线系数的计算
这里我们选用A N S I63.5第7章中提到的半波谐振偶极 子天线作为天线系数计算的实例。半波谐振偶极子天线的 结构和特性在各类天线书籍中很容易找到【4】【5】；一个严 格半波谐振偶极子天线是非谐振的，为了达到谐振，实 际用到的天线要短一些，天线阻抗变为 Za = 65 Ω + j0 【5】。天线选用的该种巴仑的结构和等效电路见图4，由
[1] American National Standards Institute, ANSI63.5-2006 American National Standard for Electromagnetic Compatibility– Radiated Emission Measurements in Electromagnetic Interference (EMI) Control–Calibration of Antennas (9 kHz to 40 GHz)[S]. USA: American National Standards Institute,2006 [2] 王英翔 涂奔 郑柳刚. 天线的测量校准方法. 中国无线电 [3] W.Scott Bennett. Properly Applied Antenna Factors. IEEE Trans On Electromagnetic Compatibility, Vol.EMC28,No.1,February 1986. [4] C.A Balanis, Antenna Theory Analysis and Design, Second Edition , John Wiley& Sons, Inc, New York, 1997 [5]约翰·克劳斯.天线（第三版）上册. 北京：电子工业出版社,2005. 第6章,143页
。
（4）
为了深入讨论天线系数的计算公式，以下简要介绍
天线理论中的2个常用参数。天线有效高度h e(m)，为天 线感应电压和接受天线处入射电场场强之比[3]：
，
（5）
令 he (θ ,ϕ) 为接收天线的有效高度，接收天线的极化
与电场强度E一致，天线阻抗
，则接收天线
可能接收到功率Pr为：
2.1 天线等效电路模型
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天线系数的计算与使用
■ 国家无线电监测中心上海监测站 王华建 王英翔
1 天线系数的定义
天线系数是用于场强测量和E M I测试中的基本测量 参数之一，天线系数的正确计算和使用是无线电监测和 检测工作者极为关注的问题。天线系数(Antenna Factor, A F)用于无线电电波辐射强度的测量，用来表征天线的 接收特性，并据此来确定接收天线处的实际场强。
为了便于下文的理论讨论，这里先给出与天线系数
。
（6）
天线有效口径 A(θ ,ϕ) ，为天线接收到的功率P接收与
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入射波功率密度S入射波之比:
其中：
，
，
（7）
令 (θ ,ϕ) 是入射波的来波方向，E是入射波在天线极
，
化方向上的电场强度分量，Z0＝120π 为自由空间特征
（a）场强测量系统框图
图3 天线场强测量系统的等效电路图（巴仑和天线匹配网络等 效为两端口网络）
根据图3列电压方程：
，得：
，所以有：
（b）场强测量系统等效电路模型 图2 将一般等效模型的连接电路进行分解后 由图2可以看出场强测量系统中接收天线到接收机 的无源连接电路可以看做几个子电路的级联，通过计算 在通过各子电路时的损耗，就可得到天线接收到的电波 能量在整个连接电路传输中的损耗。根据图3，整个连 接电路的能量损耗可以用以下公式表示：
12.7354
12.6824
180 12.1234 1.1394
0.1810
13.9438
13.7055
200 12.9915 1.1394
0.0025
14.6334
14.6206
250 14.8867 1.1394
0.0542
16.5803
16.5588
300 16.5010 1.1394
0.0732
一般来说，获取场强测量系统天线的天线系数有两 种途径：（1）通过天线的已知参数（天线增益、天线 有效高度以及天线有效口径等），然后根据相关模型计 算天线系数；（2）该场强测量系统按照天线标准校准 方法进行校准，获取天线系数。本文仅讨论如何根据天 线有关参数来计算天线的天线系数。有关天线校准的方 法可参见文献[2]。
18.2137
18.1424
400 19.0616 1.1394
0.0154
20.7164
20.6412
500 20.8157 1.1394
0.0070
22.4621
22.5794
600 22.5587 1.1394
0.0528
24.2509
24.1630
700 23.7504 1.1394
0.0745
系数十分接近，最大误差的绝对值不超过0.6d B。这表
明，在模型准确的情况下，可以通过理论计算精确获得
天线系数。
计算结果表明，在知道天线和无源网络详细电路参 数情况下，可以通过本文所述方法精确获得天线系数。 我们还可以得出使用天线系数的一些注意事项：
（1）天线系数一般在远场的测量时使用； （2）通过天线系数与测量接收机电平读数得到的 电场强度表征的是入射波在测量天线极化方向的分量； （3）为了正确使用厂家提供的天线系数，需要获 知厂家取得天线系数的条件（巴仑和匹配网络、射频电 缆型号长度等），便于在测量系统正确计算和使用厂家 所提供的天线系数。
0.0707
1.5501
1.6643
50
0.7672
1.1394
0.0424
2.4490
2.5794
60
2.3605
1.1394
0.0462
4.0461
4.1630
70
3.6995
1.1394
0.0726
5.4115
5.5020
80
4.9444
1.1394
0.0030
6.5868
6.6618
90
5.9589
， 其中， ：自由空间阻抗，为 。
（3）
2 天线系数的计算
（b）接收天线的等效电路图 图1 等效电路示意图
根据图1可知，如果把天线看做两端口的转换器 件，天线系数可以认为是电磁场测量系统的传递函数。 据此，我们可以定义复数天线系数，用于获得被测电磁 场电场强度和相应的相位信息。不过复数天线系数应用 远没有其对应的实部天线系数（即本文讨论的天线系 数）应用广泛。