天线基础参数说明
天线参数的度量单位
天线参数的度量单位天线参数是描述天线性能的指标，包括增益、方向性、频率响应等。
这些参数通常以特定的单位进行度量，以便对天线进行准确的评估和比较。
下面将介绍几个常用的天线参数及其度量单位。
一、增益(Gain)增益是衡量天线辐射电磁波能力的重要参数，它表示天线相对于理想点源天线的辐射能力。
增益是以分贝(dB)为单位进行度量，通常用dBi表示。
例如，一个天线的增益为3dBi，意味着它相对于一个理想点源天线具有3dB的辐射能力。
二、方向性(Directivity)方向性是指天线在特定方向上辐射或接收信号的能力，它描述了天线辐射或接收模式的空间分布。
方向性通常用无量纲的方向图来表示，其中最大增益处对应的方向被定义为主瓣方向。
方向性也可以用分贝(dB)来度量，称为定向性因子。
例如，一个天线的定向性因子为10dB，表示它在主瓣方向上的增益是无方向性天线的10倍。
三、频率响应(Frequency Response)频率响应是指天线在不同频率下的辐射或接收能力。
它通常用功率或电压的响应值来表示，单位可以是瓦特(W)或伏特(V)。
例如，一个天线的频率响应为100W，表示它在特定频率下的辐射功率为100瓦特。
四、驻波比(VSWR)驻波比是评估天线匹配性能的重要指标，它表示天线输入端的驻波功率与匹配负载时的最小功率之比。
驻波比是无量纲的，通常用比值表示。
例如，一个天线的驻波比为1.5:1，表示驻波功率是匹配负载时最小功率的1.5倍。
五、极化(Polarization)极化是指电磁波的电场矢量相对于地面的方向。
常见的极化方式有水平极化、垂直极化等。
极化通常用线性极化度量，单位可以是分贝(dB)或无量纲的极化度。
例如，一个天线的极化度为20dB，表示它的极化效果比无极化天线好20dB。
天线参数的度量单位包括分贝(dB)、瓦特(W)、伏特(V)等。
这些参数和单位的准确描述和度量，有助于科学家、工程师和无线通信领域的专业人士对天线性能进行准确的评估和优化。
天线的基本参数
6.5 天线的基本参数自强●弘毅●求是●拓新（1）天线的基本参数电偶极子、小电流圆环和半波振子天线辐射场具有共 同的基本特性。
对于一般的天线，无论其结构如何复 杂，它们都有与电偶极子相类似的辐射场结构，即：电偶 极子E ˆ1 0 2 0I0L1 sin jexp jkr r任意 天线＝ 极化·幅度·电流·结构·距离·方向性·相位（1）天线的基本参数其中 极化因子：表示天线辐射场的偏振方向 幅度因子：表示辐射场的常数因子 电流：为馈电点的电流幅度，与发射功率相联系 结构因子：天线体空间几何结构 距离因子：是指天线相位中心点到场点的距离， 表征球面波能量的扩散 方向因子：表示天线辐射场的空间分布的特性 相位因子：表示天线与场点之间的相位差（2）天线的方向性函数天线在空间辐射电磁波具有方向特性，在某些方向上辐射能力强，而在另外一些方向上，辐射能力弱。
利用天线的这一特点实现电磁波信号的定向传输。
天线的方向性函数D 定义为：单位立体角辐射功率与单位立体角平均辐射功率之比。
PdP4πdΩdP S ( , )r 2 d d sin dd（2）天线的方向性函数D , dP PdΩ 4π4πS , r 2 S , r 2sindd4πF 2 , F 2 , sinddF 2 , ss归一化的方向性图表征天线在空间不同方向上辐射电磁能量强弱程度方向性系数F4π2 , sindds方向性系数是天线在空间辐射电磁波能量最强的方向在单 位立体角所辐射电磁波能量与单位立体角平均辐射电磁波 能量之比 .（3）天线的增益函数对理想天线，输入功率也等于天线的辐射功率。
但在实际工程应用上，输入能量并不完全被天线辐射出去，真正用于电磁波辐射的能量是输入功率的一部分。
如果天线的效率为 ，天线辐射的功率为 P Pin ，天线的增益函数G定义为G , dP Pind 4π D , F2 , Pin是输入功率D P dP / d Pin P / 4（3）天线的增益函数天线输入功率不完全被辐射的主要原因有：① 天线阻抗与发射机不匹配，导致电磁波被反射回 发射机； ② 部分变为天线近场的电磁能量； ③ 部分被天线体的非理想导体而热耗散；P辐射电磁波总功率 Pin 发射机输入总功率 （4）波束宽度波束宽度天线的方向性图呈现许多 花瓣形状，一般由主波束和 若干个副波束组成。
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。
天线技术基础第2章天线的基本特性参数
第二章 天线的基本特性参数2.1 方向图函数和方向图天线的最基本特性是它的方向特性。
对发射天线来说，方向特性通常是表示在相同距离条件下天线的远区辐射场与它的空间方向之间的关系。
描述天线的方向特性，最常用的是方向图函数和方向图。
方向图函数是定量表示远区天线辐射能量在空间相对分布情况的一个参数，通常是指远区同一距离处天线辐射场强(或能流密度)的大小与方向坐标关系的函数。
若用图形把它描绘出来，便是天线方向图。
其中表示场强大小与方向关系的，称为场强振幅方向图，表示能流密度大小与方向关系的，称为功率方向图。
习惯上又把场强振幅方向图简称为场强方向图，或进一步简称为方向图。
把场强振幅方向图函数用),(θf 表示，或进一步简写成f (,)θϕ。
把最大值为1的方向图称为归一化方向图。
把归一化场强振幅方向图函数用F (,)θϕ表示，或进一步简写成F (,)θϕ。
方向图一般是三维立体图形。
为了简单，大多数实际应用场合中通常只画出两个具有代表性的正交平面上的方向图。
这两个正交的平面称为主平面。
主平面经常选取水平面(平行于地面的面)和垂直面(垂直于地面的面)，或E 面(包含天线最大辐射方向及其电场方向的面)和H 面(包含天线最大辐射方向及其磁场方向的面)。
有时也选取XY 面、YZ 面、ZX 面等。
在所有方向的辐射都相同的天线称为无方向性天线。
显然无方向性天线的立体方向图呈球状，它在任一平面的方向图均为园。
在某一平面上无方向性的天线称为该平面全向天线，它在该平面上的方向图为园。
天线的平面方向图有两种表示方式。
一种是以直角坐标表示的，称为直角坐标方向图.。
此时横轴代表角度(以度为单位)，纵轴代表函数值。
另一种是以极坐标表示的，称为极坐标方向图。
它用极角(射线与极轴的夹角)代表角度(以度为单位)，用射线的长度代表函数值。
极坐标方向图由于直观形象，应用很广。
天线的平面方向图一般呈花辫状。
我们把它的每一个辫称为波辫。
其中把包含最大辐射方向的一个辫称为主辫，位于主辫相反方向的辫称为后辫，与主辫完全相同的辫称为栅辫。
天线相关参数解释
天线相关参数解释天线相关参数解释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。
2、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。
3、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，回波损耗越⼩表⽰匹配越好。
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。
4、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。
卫星天线参数
卫星天线参数
卫星天线的参数包括以下几个方面：
1. 频率范围：指天线可以接收和发送的频率范围。
不同类型的卫星通信系统有不同的频率要求。
2. 增益：指天线在某个方向上的辐射功率相对于理想点源的辐射功率的增加倍数。
增益决定了卫星天线的接收和发送能力。
3. 馈电方式：常见的馈电方式有两种，一种是直馈方式，即天线与卫星通信设备直接相连；另一种是通过馈电系统进行传输，输出信号再经过馈电系统进入卫星通信设备。
4. 极化方式：指天线在信号传输中，电磁波的振动方向和
传播方向之间的关系。
常见的极化方式有水平极化、垂直
极化、圆极化等。
5. 天线类型：根据天线的结构和功能，可以分为平板天线、抛物面天线、喇叭天线、Horn天线等多种类型。
6. 天线尺寸：指天线的物理尺寸，包括直径、长度、宽度等。
天线尺寸的选择与实际应用场景和需求有关。
7. 通信覆盖范围：指卫星天线能够覆盖的区域范围，通常
由天线的波束和天线指向控制系统决定。
以上是一些常见的卫星天线参数，具体的参数会根据不同
的卫星通信系统和应用场景有所不同。
天线的五个基本参数
天线的五个基本参数
1 关于天线的五个基本参数
天线作为无线通讯的核心技术受到各路观众的广泛关注，五个主
要的 parametric 参数是天线特性的重要参考指标，包括增益、驻波比、半功率角、垂直波束宽度和水平波束宽度。
1 增益
增益(也被称为功率增益)是衡量天线收发能力的重要性能指标，
多用来衡量天线的信号增益真实性，一般越大表示接收和发射信号能
力越强。
一个常见单位是dBi，它是相对于理想天线的增益。
2 驻波比
驻波比是衡量天线稳定性的重要指标，表示通过某一频率的有功
功率与负载的比例，驻波比越高，表示天线稳定性越强。
3 半功率角
半功率角是衡量天线波束宽度的重要指标，是指在半功率容量点
(3dB点)处，天线发出和接收能量线与光轴之间夹角，这个角度越小，表示天线空间分布越集中，优度越高。
4 垂直波束宽度
垂直波束宽度是指一条水平线上，从天线输出的重要能量路径两
头向垂直方向投射的角度。
它受到天线结构的影响很大，我们一般认
为越窄的波束宽度，表示发射的范围越窄，表示天线的利用效率越高。
5 水平波束宽度
水平波束宽度是指一条垂直线上，从天线输出的重要能量路径两头向水平方向投射的角度，是衡量天线射向性的重要指标。
天线的水平波束宽度越窄，表示波束能量线对水平方向的散射越少，传输效率越高。
总之，增益、驻波比、半功率角、垂直波束宽度和水平波束宽度都是专业从事无线通信设计必备的参数，这五个参数从不同的角度反映了天线的性能，所有的参数都应该按照项目特点来进行综合评估。
天线的基本参数
1.1天线的基本参数从左侧的传输线的角度看，天线是一个阻抗（impedance）为Z的2终端电路单元（2-terminal circuit element），其中Z包含的电阻部分（resistive component）被称为辐射电阻（radiation resistance，R r）；从右侧的自由空间角度来看，天线的特征可以用辐射方向图（radiation pattern）或者包含场量的方向图。
R r不等于天线材料自己的电阻，而是天线、天线所处的环境（比如温度）和天线终端的综合结果。
影响辐射电阻R r的还包括天线温度（antenna temperature，T A）。
对于无损天线来说，天线温度T A和天线材料本身的温度一点都没有关系，而是与自由空间的温度有关。
确切地说，天线温度与其说是天线的固有属性，还不如说是一个取决于天线“看到”的区域的参数。
从这个角度看，一个接收天线可以被视作能遥感测温设备。
辐射电阻R r和天线温度T A都是标量。
另一方面，辐射方向图包括场变量或者功率变量（功率变量与场变量的平方成正比），这两个变量都是球体坐标θ和Φ的函数。
1.2天线的方向性（D，Directivity）和增益（G，Gain）D=4π/ΩA，其中ΩA是总波束范围（或者波束立体角）。
ΩA由主瓣范围（立体角）ΩM+副瓣范围（立体角）Ωm。
如果是各向同性的（isotropic）天线，则ΩA=4π，因此D=1。
各向同性天线具有最低的方向性，所有实际的天线的方向性都大于1。
如果一个天线只对上半空间辐射，则其波束范围ΩA=2π，因此D=4π/2π=2=3.01dBi。
简单短偶极子具有波束范围ΩA=2.67πsr，和定向性D=1.5（1.76dBi）。
如果一个天线的主瓣在θ平面和Φ平面的半功率波束宽度HPBW都是20度，则D=4πsr/ΩA sr=41000 deg2/(20 deg)*(20 deg) ≈103≈20dBi(dB over isotropic)。
天线的基本参数
天线的基本参数
天线作为一种对信号起到聚集作用的装置，它被广泛应用于无线电、广播、通信和测量系统中。
它是一个把引线变成发射和接收信号的介质。
天线具有几个基本参数，包括频率、增益、振幅接收和发射特性、工作频率、型号等等，它们在诊断、安装和调节天线系统中有重要作用。
首先，天线的频率是指它可以接收或发射信号的最低频率和最高频率。
天线的频率一般在数千赫兹和数万赫兹之间测量。
信号被发射或接收的频率越低，天线就需要越长。
其次，天线的增益是指它调制输出的能量除以被发射信号的能量的比率，天线的增益可以用瓦特表示。
天线的增益越大，接收的能量越大，使用的幅度越小。
振幅接收特性反映了接收信号的各个方向上的信号强度。
它指明了各个方向上的能量分布情况，也可以用来衡量接收信号的容量。
发射特性也可以用振幅表示。
发射特性指明了发射信号的容量以及如何从发射端发出信号以及如何到达接收端。
另外，工作频率是指天线可以正确工作的频率范围。
它也可以用来表示天线的极限频率限制。
最后，天线的型号是指它的几何结构和尺寸。
这些有助于调节天线的特性和功能。
总之，天线的基本参数对于诊断、安装和调节天线系统都是很重要的。
对于任何安装、调节和使用天线的操作，都要熟悉其基本参数，
以便更好地进行工作。
天线基本参数资料
故 于是
Pr 0
S0 4 r2
E02
20
4 r2
E02r 2 60
E02
60 Pr 0 r2
D
E2 max E02
Pr Pr 0
2 0
4 F 2( , )sin d d
0
根据方向系数的的定义可知
E2 max
DE02
D
60 Pr 0 r2
即
Emax
60DPr r
Pr Pr 0
对无方向性天线，D=1，得
宽度为90°。
（2）副瓣电平 最大副瓣的功率密度 值。表示为
和主瓣功率密度
SLL
10 log
S1 S0
dB
之比的对数
通常要求副瓣电平尽可能低
（3）前后比 主瓣的功率密度 S0 与后瓣功率密度 Sb 之比的对数值。 表示为
FB
10
log
S1 Sb
dB
通常要求副瓣电平尽可能低
2.方向性系数
电流的大小等于输入端的电流，
此假想天线的长度 即称为实
际天线的有效长度。
le
是衡量天线辐射能力的参数之一。
7.极化
天线的极化特性是天线在其最大辐射方向上电场矢量的 取向随时间变化的规律。按轨迹形状分为线极化、圆极化和 椭圆极化。
A
Pr Pin
Pr
Pr PL
,
括P天L 为线天导线体的中总的损损耗耗功和率介，质通损常耗包
天线向外辐射的功率可以看作是被某个电阻吸收的功率，而 总损耗功率也可以作是某个电阻上的损耗功率，该电阻为损 耗电阻 RL ，于是有：
Pr
1 2
I 2 Rr, PL
1 2
I 2 RL
天线原理天线基本参数
➢1. 半功率波瓣宽度（Half-power Beamwidth） 半功率波瓣宽度又称主瓣宽度或3dB波瓣宽度，是指
主瓣最大值两边场强等于最大值的0.707倍（最大功率密 度下降一半）的两辐射方向之间的夹角，通常用20.5表示。
➢主况为22瓣下20.θ表零主宽，0示.功瓣度天5E。和率最又线2波大称的θ瓣值E为0面.宽两半5H和度边功。H（两面率F个方波ir零向束st 辐图宽Nu射的度ll 方主或Be向瓣3adm之宽B波w间度i束d的不t宽h夹等）度角，。，可一通分般常别情用记
面，此面上0，方向函数为 FEsin。而H面为XOY 平面，此面上 2，方向函数为FH1。
西安电子科技大学
第三章 天线基本参数
§ 3.3 方向图参数
实际天线或者阵 列天线的方向图比较 复杂，通常有多个波 瓣，包括主瓣（主波 束）、多个副瓣（旁 瓣）和后瓣（尾瓣）， 如图所示。
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第三章 天线基本参数
A 0 与方向无关的常数
f(,) E(,)
A0
f (,) 就是场强方向图函数，并且只是 , 的函数
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第三章 天线基本参数
以基本电振子为例，其辐射电场强度可以表示成： 分量表达式
E r ,, 6 r I0 s l i n 6 r If0 ,
方向性函数定义为：
f,E 6 r,I0 ,r lsin
天线与微波技术 科技重点实验室
第三章 天线基本参数
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第三章 天线基本参数
1、方向性函数 2、方向图（Radiation Pattern） 3、方向图参数 4、方向系数（Directivity） 5、天线效率 6、增益（Gain）
7、极化（Polarization） 8、有效长度 9、输入阻抗（Input Impedance） 10、辐射阻抗（Radiation Resistance） 11、频带宽度（Bandwidth)
天线工作原理与主要参数
天线工作原理与主要参数天线是一种用于传输与接收无线电波的设备，广泛应用于无线通信、雷达、卫星通信等领域。
天线的工作原理及其主要参数对于无线通信的效果和性能具有重要影响。
一、天线工作原理天线的工作原理基于电磁场的相互作用，它将电能转换为无线电波或者将无线电波转换为电能。
具体地说，天线通过电流的流动形成一个辐射场，这个辐射场会使得电磁波以特定的形式从天线中发射出去，或者是将接收到的无线电波转换为电流。
天线主要通过以下两个过程实现工作原理：1.辐射：当电流通过天线时，它会在天线中产生一个辐射场，即电磁场。
这个辐射场会按照天线的几何形状和电流的强弱，以特定的形式从天线中发射出去。
这个过程是将电能转换为无线电波的过程。
2.接收：当无线电波通过天线时，它会激发天线中的电磁场，使其产生感应电流。
这个感应电流会被送到接收器中进一步处理，从而将无线电波转换为电能。
这个过程是将无线电波转换为电能的过程。
二、天线的主要参数天线的性能和特点可以通过以下主要参数来衡量和描述：1.频率：天线可以工作的频率范围。
不同频率的天线会有不同的结构和特性。
常见的频率包括低频、中频、高频、超高频和甚高频等。
2.增益：天线辐射或接收信号能力的衡量，是指天线辐射功率或接收灵敏度相对于参考天线（如全向辐射器）的相对值。
增益值越大，表明天线转换能力越好。
3.方向性：即天线辐射或接收信号的主导方向。
具有方向性的天线可以将信号辐射或接收更集中，提高通信距离和工作性能。
4.谐振频率：天线的共振频率，通常与操作频率相同。
在该频率下，天线性能最佳，将最大限度地转换信号。
5.阻抗：天线内部电流与电压之间的相对比例。
阻抗匹配对于电磁波的传输至关重要，它决定了天线与信号源或接收器之间的能量传输效率。
6.波束宽度：天线辐射或接收信号的有效立体角范围。
波束宽度越小，表明天线的方向性越强。
7.驻波比：反映天线传输线的阻抗匹配程度，即天线输入端的阻抗与信号源或接收器之间的阻抗之间的比值。
天线技术基础++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
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。
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。
天线的基本参数
天线的基本参数1.1天线得基本参数从左侧得传输线得⾓度瞧,天线就是⼀个阻抗(iｍpedance)为Ｚ得2终端电路单元(２-tｅrｍｉｎａl ｃircuit eｌement),其中Z包含得电阻部分(resｉｓｔｉv ｅpｏneｎｔ)被称为辐射电阻(radiａtionｒesｉstａnce,Ｒr);从右侧得⾃由空间⾓度来瞧,天线得特征可以⽤辐射⽅向图(radiatiｏn paｔteｒn)或者包含场量得不等于天线材料⾃⼰得电阻,⽽就是天线、天线所处得环境(⽐如温度)⽅向图。
Rｒ与天线终端得综合结果。
影响辐射电阻Ｒr得还包括天线温度(antｅnnａtemｐｅratuｒｅ,T A)。
对于与天线材料本⾝得温度⼀点都没有关系,⽽就是与⾃⽆损天线来说,天线温度TＡ由空间得温度有关。
确切地说,天线温度与其说就是天线得固有属性,还不如说就是⼀个取决于天线“瞧到”得区域得参数。
从这个⾓度瞧,⼀个接收天线可以被视作能遥感测温设备。
辐射电阻Ｒr与天线温度T A都就是标量。
另⼀⽅⾯,辐射⽅向图包括场变量或者功率变量(功率变量与场变量得平⽅成正⽐),这两个变量都就是球体坐标θ与Φ得函数。
1.2天线得⽅向性(D,Dｉreｃｔiviｔy)与增益(G,Ｇaｉｎ)D=4π／ΩA,其中ΩA就是总波束范围(或者波束⽴体⾓)、ΩA由主瓣范围(⽴＋副瓣范围(⽴体⾓)Ωm。
体⾓)ΩＭ如果就是各向同性得(isotropic)天线,则ΩA＝4π,因此Ｄ=１。
各向同性天线具有最低得⽅向性,所有实际得天线得⽅向性都⼤于１。
如果⼀个天线只对上半空间辐射,则其波束范围ΩA＝2π,因此Ｄ=4π/2π=2=３.0１ｄBｉ、简单短偶极⼦具有波束范围ΩA=2.6７πsr,与定向性D=１、５(1、76dBi)。
如果⼀个天线得主瓣在θ平⾯与Φ平⾯得半功率波束宽度HＰＢＷ都就是２0度,则D=4πsr/ΩA sr=４1００0ｄeg２/(20ｄeｇ)*(20 deｇ) ≈１03≈20dBi(ｄB ovｅr ｉsｏtrｏｐic)。
天线基本参数说明
天线有五个基本参数：方向性系数、天线效率、增益系数、辐射电阻和天线有效高度。
这些参数是衡量天线质量好坏的重要指标。
【天线的方向性】是指天线向一定方向辐射电磁波的能力。
它的这种能力可采用方向图，方向图主瓣的宽度，方向性系数等参数进行描述。
所以方向性是衡量天线优劣的重要因素之一。
天线有了方向性，就能在某种程度上相当于提高发射机或接收机的效率，并使之具有一定的保密性和抗干扰性。
【方向性图】方向性图是表示天线方向性的特性曲线，即天线在各个方向上所具有的发射或接收电磁波能力的图形。
实用天线处在三度几何空间中，所以，它的方向性图应该是个立体图。
在这个立体图中，由于所取的截面不同而有不同的方向性图。
最常用的是水平面内的方向性图（即和大地平行的平面内的方向性图）和垂直面内的方向性图（即垂直于大地的平面内的方向性图）。
有的专业书籍上也称赤道面方向性图或子午面方向性图。
【波瓣宽度】有时也称波束宽度。
系指方向性图的主瓣宽度。
一般是指半功率波瓣宽度。
当 L/λ数值不同时，其波瓣宽度也不同。
L/λ比值增加时，方向图越尖锐，但当（L/λ）＞0.5时，除了与振子轴垂直的方向有最大的主瓣外，还可能出现付瓣。
因此，波瓣宽度越小，其方向性越强，保密性也强，干扰邻台的可能性小。
所以，对于超短波，微波等所用的天线，登记主瓣宽度这一指标，是十分重要的。
【方向性系数】方向性系数是用来表示天线向某一个方向集中辐射电磁波程度（即方向性图的尖锐程度）的一个参数。
为了确定定向天线的方向性系数，通常以理想的非定向天线作为比较的标准。
任一定向天线的方向性系数是指在接收点产生相等电场强度的条件下，非定向天线的总辐射功率对该定向天线的总辐射功率之比。
按照上面的定义，由于定向天线在各个方向上的辐射强度不等，故天线的方向性系数也随着观察点的位置而不同，在辐射电场最大的方向，方向性系数也最大。
通常如果不特别指出，就以最大辐射方向的方向性系数作为定向天线的方向性系数。
天线的基本电参数
天线的基本电参数天线是⽆线电设备系统实现能量转换的装置，天线性能的好坏直接影响⽆线电设备系统性能的优劣。
⼈们⽤天线的电参数来衡量天线性能的好坏。
例如，描述天线能量转换和⽅向特性的电参数有：天线输⼊阻抗、天线⽅向图、天线增益和天线效率等；描述天线极化特性的电参数有：轴⽐和极化隔离度等。
本章简述这些参数的概念和定义。
另外，由天线互易定理可知，按照发射天线定义的电参数，同样适⽤于接收天线。
1.4.1 ⽅向图1.⽅向图的定义天线⽅向图是表征天线辐射特性（场强振幅、相位、极化）与空间⾓度关系的图形，⽤来表征天线向⼀定⽅向辐射电磁波的能⼒。
对于接收天线⽽⾔，是表⽰天线对不同⽅向传来的电波所具有的接收能⼒。
天线的⽅向性特性曲线通常⽤⽅向图来表⽰。
⽅向图可⽤来说明天线在空间各个⽅向上所具有的发射或接收电磁波的能⼒。
2.⽅向图的表⽰法完整的⽅向图是⼀个三维的空间图（见图1.4.1（a））。
它是以天线相位中⼼为球⼼（坐标原点），在半径r⾜够⼤的球⾯上，转动天线⽅位⾓或俯仰⾓，逐点测定其辐射特性绘制⽽成的。
三维空间⽅向图尽管可以利⽤已有软件⽅便地进⾏测绘，但在实际⼯程应⽤中，⼀般只需测得⽔平⾯H和垂直⾯E⽅向图即可（见图1.4.1（b））。
图1.4.1 三维空间图图1.4.2为4种天线的⽅向图，分别是（a）常规抛物⾯天线；（b）喇叭天线；（c）半波振⼦天线；（d）鞭状天线；以帮助⼤家对不同的⽅向图加深了解。
3.⽅向图的测量坐标绘制天线的平⾯⽅向图通常采⽤极坐标（见图1.4.3（a）、（b））和直⾓坐标（见图1.4.3（c））形式，还可以采⽤3D（见图1.4.3（d））⽅向图形式。
极坐标绘出的⽅向图形象直观，但对⽅向性很强的天线难以精确地表⽰；直⾓坐标恰与其相反，它虽不直观，但可以精确地表⽰强⽅向性天线的⽅向图。
⽅向图纵坐标有相对功率、相对场强和对数3种形式，常⽤的是对数形式。
⽅向图是⽤波瓣最⼤值归⼀的相对⽅向图。
图1.4.2 典型的天线⽅向图图1.4.3 半波偶极⼦天线⽅向图坐标1.4.2 副瓣和半功率波束宽度1.副瓣（旁瓣）电平天线⽅向图通常有许多波瓣，除了最⼤辐射强度的主瓣之外，其余均称为副瓣（或旁瓣），与主瓣相反⽅向的旁瓣称为背瓣（或后瓣）（参见图1.4.1（a））。
天线的基本电参数
天线是无线电设备系统实现能量转换的装置，天线性能的好坏直接影响无线电设备系统性能的优劣。
人们用天线的电参数来衡量天线性能的好坏。
例如，描述天线能量转换和方向特性的电参数有：天线输入阻抗、天线方向图、天线增益和天线效率等；描述天线极化特性的电参数有：轴比和极化隔离度等。
本章简述这些参数的概念和定义。
另外，由天线互易定理可知，按照发射天线定义的电参数，同样适用于接收天线。
1.4.1 方向图1.方向图的定义天线方向图是表征天线辐射特性（场强振幅、相位、极化）与空间角度关系的图形，用来表征天线向一定方向辐射电磁波的能力。
对于接收天线而言，是表示天线对不同方向传来的电波所具有的接收能力。
天线的方向性特性曲线通常用方向图来表示。
方向图可用来说明天线在空间各个方向上所具有的发射或接收电磁波的能力。
2.方向图的表示法完整的方向图是一个三维的空间图（见图1.4.1（a））。
它是以天线相位中心为球心（坐标原点），在半径r足够大的球面上，转动天线方位角或俯仰角，逐点测定其辐射特性绘制而成的。
三维空间方向图尽管可以利用已有软件方便地进行测绘，但在实际工程应用中，一般只需测得水平面H和垂直面E方向图即可（见图1.4.1（b））。
图1.4.1 三维空间图图1.4.2为4种天线的方向图，分别是（a）常规抛物面天线；（b）喇叭天线；（c）半波振子天线；（d）鞭状天线；以帮助大家对不同的方向图加深了解。
3.方向图的测量坐标绘制天线的平面方向图通常采用极坐标（见图1.4.3（a）、（b））和直角坐标（见图1.4.3（c））形式，还可以采用3D（见图1.4.3（d））方向图形式。
极坐标绘出的方向图形象直观，但对方向性很强的天线难以精确地表示；直角坐标恰与其相反，它虽不直观，但可以精确地表示强方向性天线的方向图。
方向图纵坐标有相对功率、相对场强和对数3种形式，常用的是对数形式。
方向图是用波瓣最大值归一的相对方向图。
图1.4.2 典型的天线方向图图1.4.3 半波偶极子天线方向图坐标1.4.2 副瓣和半功率波束宽度1.副瓣（旁瓣）电平天线方向图通常有许多波瓣，除了最大辐射强度的主瓣之外，其余均称为副瓣（或旁瓣），与主瓣相反方向的旁瓣称为背瓣（或后瓣）（参见图1.4.1（a））。
重点-手机天线的基本参数
手机天线的基本参数1，VSWR 驻波比V oltage standing wave ratio. Measures the peak to peak voltage on the input transmission line.一般高频传输线上都是行驻波。
电压驻波比是指传输线线相邻的电压振幅最大值和电压振幅最小值的绝对值的比值。
行波无反射状态，VSWR=1，为最佳情况。
全反射状态，VSWR为无穷大。
对于天线而言，我们希望反射的能量越少越好，那么就用驻波比来表示反射的多少，尽量接近1为最佳。
VSWR=(1+反射系数)/（1-反射系数）。
驻波比越小越好，表示反射系数越小越好。
驻波比反映了天馈系统的匹配情况。
它是以天线作为发射天线时发射出去和反射回来的能量（对于天线而言，重点强调的是能量关系，而不像传输线那样强调的是电压之间的关系）的比来衡量天线性能的。
驻波比是由天馈系统的阻抗决定的。
天线的阻抗与馈线的阻抗与接收机的阻抗一致，驻波比就小。
驻波比高的天馈系统，信号在馈线中的损失很大。
驻波比跟反射系数，也可以说的回波损耗是成正比的，回波损耗强调能量关系。
来自网络，仅供参考2，Return Loss 回波损耗The amount of power reflected by the antenna back to the generator.回波损耗是指某一点（对于手机天线而言是指天线的馈点处）反射波的功率与入射波的功率之比的10*log值。
也就是反射系数的平方的10*log值。
回波损耗=10*log（反射系数平方值）。
知道了驻波比，可以求出反射系数，进而就可以求出回波损耗。
单位是dB，有时候回波损耗也当成是反射系数，即20*log（反射系数），由于反射系数小于1，所以回波损耗为负数。
3，Directivity 方向系数Ratio of the power density in the direction of maximum power to the average power.能够定量的表示天线定向辐射能力的电参数。
天线基本参数的介绍
天线基本参数的介绍殷忠良2010-03-111.1 什么是天线？空间的无线电波信号通过天线传送到电路；电路里的交流电流信号最终通过天线传送到空间中去。
因此，天线是空间无线电波信号和电路里的交流电流信号的一种转换装置，如图1所示。
图1 空间电波与电路电流通过天线转换的示意图1.2 天线有哪些基本参数？天线既然是空间无线电波信号和电路中的交流电流信号的转换装置，必然一端和电路中的交流电流信号接触，一端和自由空间中的无线电波信号接触。
因此，天线的基本参数可分两部分，一部分描述天线在电路中的特性（即阻抗特性）；一部分描述天线与自由空间中电波的关系（即辐射特性）；另外从实际应用方面出发引入了带宽这一参数。
描述天线阻抗特性的主要参数：输入阻抗。
描述天线辐射特性的主要参数：方向图、增益、极化、效率。
除了带宽之外，后文将对每个参数进行介绍。
图2 天线的一些基本参数1.3 输入阻抗天线输入阻抗的意义在于天线和电路的匹配方面。
当天线和电路完全匹配时，电路里的电流全部送到天线部分，没有电流在连接处被反射回去。
完全匹配状态是一种理想状态，现实中，不太可能做到理想的完全匹配，只有使反射回电路的电流尽可能小，当反射电流小到我们要求的程度的时候，就认为天线和电路匹配了。
通常，电路的输出阻抗都设计成50Ω或者75Ω，要使天线和电路连接时匹配，那么天线的输入阻抗应设计成和电路的输出阻抗相等。
但通常天线的输入阻抗很难准确设计成等于电路的输出阻抗，因此在实际的天线和电路的连接处始终存在或多或少的反射电流，即一部分功率被反射回去，不能向前传输，如图3所示。
描述匹配的参数如表1所示。
电压驻波比和回波损耗都是描述匹配的参数，只是表达的形式不同而已。
图3 电流在传输线不连续处产生反射的示意图参数对参数的一些描述电压驻波比（VSWR）设输入电流大小为1，被反射回去的电流为Γ，那么电压驻波比为：（1＋Γ）／（1－Γ）电压驻波比只是个数值，没有单位。
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旁瓣抑制与零点填充 （Elevation Upper Side lobes & Null Fill） ） 下第一零点填充 - 对小区的覆 盖很重要
第一上行旁瓣抑制- 对减小从 邻小区来的同信道干扰很重要
无下倾 机械下倾 固定电子下倾 可调电子下倾 遥控可调电子下倾
机械电调可组合使用
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天线下倾
机械下倾 电下倾
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零值填充对天线辐射场的影响
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增益与长度的关系
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前后比（ 前后比（Front to Back Ratio） ）
主瓣最大值与后瓣最大值之比
后向功率 F/B = 10 log
(前向功率) 后向功率)
前向功率 typically ： 25dB
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Peak Peak - 3dB
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旁瓣（ 旁瓣（Sidelobes） ）
上副瓣抑制 (dB)
下副瓣抑制 (dB)
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dBd and dBi
理想点源（无耗均匀辐射器） 理想点源（无耗均匀辐射器）
2.15dB
eg: 半波振子
0dBd = 2.15dBi
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波束宽度（Beamwidth）
3dB Beamwidth Peak - 3dB
10dB Beamwidth Peak - 10dB 120° ° (eg) Peak Peak - 10dB
60° (eg) °
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极化方式（ 极化方式（Polarization） ）
Vertical
Horizontal
+ 45degree slant
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- 45degree slant
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V/H (Vertical/Horizontal)
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驻波比（ 驻波比（VSWR） ）
前向: 前向 10W 50 ohms 反向: 反向 0.5W
9.5 W
Return Loss： 10log(10/0.5) = 13dB ：
VSWR (Voltage Standing Wave Ratio)
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Elevation Half Power Beamwidth (deg)
65?Azimuth Beamwidth 90?Azimuth Beamwidth 110?Azimuth Beamwidth
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Antenna (顶视)
全向阵列“Omnidirectional array” 全向阵列“
接收功率：4mW
扇区天线“Sector antenna” 扇区天线“
接收功率：8mW
10log(8mW/1mW) = 9dBd
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<1.5 Γ=(VSWR-1)/(VSWR+1) VSWR=(1+ Γ)/(1- Γ) RL=-20lg Γ
驻波比对系统传输的影响 1.4和1.5的驻波比，在反射系数上仅差3.3% 对RF功率辐射的影响差别较小
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Slant (+/- 45°) °
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垂直线极化（Linear,vertical） ±45 °双线极化（dual linear ±45 ° slant）
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天线3dB角、挂高、俯仰角以及天线覆盖距离之间的关系 角 挂高、 天线
天 线 架 高 H 地 势 高 度 3dB 角
tg(θ-ΦE3dB/2)=H/L1 θ θ（下倾角 ） tg(θ+ Φ θ
E3dB/2)=H/L2
L1 L2 地 面
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例：1个 dipole 个
接收功率：1mW
多个 dipole组阵 组阵
接收功率：4 mW
GAIN= 10log(4mW/1mW) = 6dBd
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电调下倾原理示意
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不下倾
电调下倾
机械下倾
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电调下倾与机械下倾
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天线增益与方向图半功率波瓣宽度关系曲线
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增益与波束宽度的关系
25 22.5 20 17.5 15 12.5 10 7.5 5 2.5 0
Gain (dBi)
2
4
6
8
10
ห้องสมุดไป่ตู้12
14
16
增益（ 增益（Gain） ）
天线辐射能量集束程度和能量转换效率的总效益 G（θ、φ）=4π U（θ、φ）/PA 单位：dBi G’= GA/ GA0 单位：dBd 0dBd=2.15 dBi
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下倾角（ 下倾角（Down Tilt） ）
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半波振子（Dipoles）
Wavelength 1/4 Wavelength 1/2 Wavelength 1/4 Wavelength 1/2 Wavelength Dipole
1800MHz ：166mm 900MHz ：333mm
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雷
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电性能参数测试
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工作频段（ 工作频段（Frequency Range） ） GSM 900 : 870-960MHz 870CDMA824-896MHz，1850CDMA824-896MHz，1850-1990MHz 1710GSM 1800 : 1710-1880MHz 8901710GSM 双频 : 890-960MHz & 1710-1880MHz PHS1900：1895－ PHS1900：1895－1920MHz 扩频通信：2403－ 扩频通信：2403－2483MHz
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水平波瓣3dB宽度 宽度 水平波瓣 （3dB Beam width Horizontal） ）