(完整版)天线原理介绍
完整版天线基本原理
完整版天线基本原理天线是一种将电磁场能量转换成电信号或者将电信号转换成电磁场能量的无线通信线路组件。
它是无线通信系统的重要组成部分,通过接收和发射电磁波,将信息传递至接收器或者环境中。
1.天线的基本原理天线的基本原理是根据远离电流源的点的法向辐射电场的方向来确定。
当电流通过导线时,会在其周围产生电磁场。
这个电磁场包含自电场和磁场两部分。
2.天线的结构天线的常见结构包括金属导线、金属片和金属网格等。
导线型天线广泛应用于各种通信系统中,如普通天线、微带天线、螺旋天线等。
导线型天线通常由金属材料制造,包括铜、铝和银等。
导线的长度和形状会影响天线的工作频率和辐射模式。
3.天线的工作原理天线的工作原理可以简单描述为接收和发射电磁场能量。
当电磁波到达天线时,它们会在导线上引起电磁感应现象,导致电子在导线中运动,进而形成感应电流和电磁场。
接收天线将电磁波转化为电信号,通过连接到接收器或接收电路的导线将信号传递给接收器,然后接收器将其转化为有用的信息。
发射天线接收到电信号后,将其转化为电磁波,并通过导线发射出去。
4.天线的工作频率和辐射模式天线的工作频率是天线接收和发射电磁信号的频率范围。
不同类型的天线对应不同的工作频率范围。
天线的长度和形状会影响天线的共振频率。
天线的辐射模式是指天线在不同方向上的辐射能力,它受到天线的结构和工作频率的影响。
辐射模式通常用辐射图来表示,辐射图描述了天线在各个方向上的辐射能力。
5.天线的增益和效率天线的增益是指天线在一些方向上辐射能量的能力,与参考天线(理想天线)相比较。
增益越大,则天线在特定方向上的辐射能力越好。
天线的效率是指天线将输入能量转换为输出能量的比率。
天线的效率受到天线材料、结构和工作频率的影响。
提高天线效率的方法包括减少导线损耗、减少表面反射损耗等。
6.天线的常见类型常见的天线类型包括偶极子天线、螺旋天线、微带天线、天线阵列等。
偶极子天线是最常见和最简单的天线,它由两个导线构成,用于发射和接收电磁波。
有关天线的知识点总结
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
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
天线的原理
天线的原理
天线是无线通信系统中的重要组成部分,它的原理是通过接收或发射电磁波来进行无线信号的传输。
天线的原理涉及到电磁学和无线通信技术,下面将对天线的原理进行详细的介绍。
首先,天线的原理可以通过电磁学来解释。
根据麦克斯韦方程组的理论,当电流通过导体时会产生电磁场,而天线就是利用这一原理来进行信号的收发。
当天线接收到电磁波时,电磁波会感应导致天线中的电流产生变化,从而产生电压信号。
而当天线被用于发射信号时,电流通过天线会产生电磁波,从而进行信号的发射。
因此,天线的原理可以通过电磁学来解释,它是利用电磁场的感应和辐射来进行无线信号的传输。
其次,天线的原理还涉及到无线通信技术。
在无线通信系统中,天线是起到信号的收发作用的重要部分。
通过天线的接收和发射,可以实现无线信号的传输和通讯。
在接收端,天线接收到的电磁波会转化为电信号,然后经过解调等处理过程,最终转化为人们可以理解的语音、图像等信息。
而在发射端,电信号会经过调制等处理,然后通过天线转化为电磁波,进行无线信号的发射。
因此,天线的原理与无线通信技术密切相关,它是实现无线通信的重要环节。
总之,天线的原理涉及到电磁学和无线通信技术,通过利用电磁场的感应和辐射来进行无线信号的传输。
天线在无线通信系统中扮演着重要的角色,它的原理是实现无线通信的基础。
通过对天线原理的深入了解,可以更好地理解无线通信系统的工作原理,为无线通信技术的发展和应用提供理论基础。
希望本文对天线的原理有所帮助,让读者对天线的工作原理有更清晰的认识。
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。
简述天线的工作原理
简述天线的工作原理
天线是无线通信系统中的一个重要部件,其工作原理是将电磁波转换为电信号或者将电信号转换为电磁波。
天线的接收功能是通过接收电磁波并将其转换为电信号。
当电磁波通过天线时,它会产生一个交变的电场强度和磁感应强度。
这些交变的电场和磁场会在天线中激发电荷和电流。
随后,电荷和电流会在天线的导线或者其他导体中传递,并经过放大和处理最终转换为电信号。
天线的发送功能是通过将电信号转换为电磁波并传输出去。
当电信号通过天线的导线或者其他导体时,它会产生一个交变的电流。
这个交变的电流会在天线中激发一个交变的电场和磁场。
随后,这个电场和磁场会形成一种电磁波,并以光速传播出去。
天线的工作原理可以总结为以下几点:
1. 天线接收电磁波并将其转换为电信号。
2. 天线发送电信号并将其转换为电磁波进行传输。
3. 天线通过激发交变的电场和磁场来实现电信号和电磁波之间的转换。
4. 天线的导线或者其他导体中的电荷和电流在工作过程中起到关键作用。
通过天线的工作原理,无线通信系统可以实现信号的传输和接收。
不同类型的天线有不同的设计和工作原理,例如定向天线,全向天线等,可以根据实际应用的要求进行选择和使用。
接收天线原理
接收天线原理
天线是一种用于接收和发送无线电信号的装置。
它通过将无线电频率的电磁波转换为感应电流或电压来实现。
天线原理主要可以分为辐射原理和感应原理。
在辐射原理中,天线将电流或电压转化为电磁波并辐射出去。
当射频电流通过天线时,天线的长度和形状会决定辐射的频率和方向。
辐射原理包括了共振原理和辐射功率原理。
共振是天线的一种重要特性,它使得天线在特定频率下具有最大的效率。
当天线长度和形状与电磁波的波长相匹配时,共振就会发生。
这样,射频能量被最大程度地转换为电磁波并从天线辐射出去。
辐射功率原理则描述了天线辐射出的电磁波功率与天线上的电流相关。
天线上的电流越大,辐射出的电磁波能量就越大。
天线的结构和材料的特性也会影响辐射功率。
另一种天线原理是感应原理,它是天线接收无线电信号的过程。
感应原理基于法拉第电磁感应定律,当无线电波通过天线时,它会在天线上感应出电流或电压。
通过将感应电流或电压放大和解调,我们可以将无线电信号转换为可听见或可见的信号。
总之,天线原理涉及了辐射和感应两个方面。
通过合理设计天线结构、选择天线的长度和形状,天线可以实现对特定频率的电磁波的辐射或感应,从而实现无线通信。
(完整word版)天线基本原理
(完整word版)天线基本原理第⼀讲天线基本原理⼀、天线的基本概念1.天线的作⽤在任何⽆线电通信设备中,总存在⼀个向空间辐射电磁能量和从空间接收电磁能量的装置,这个装置就是天线。
天线的作⽤就是将调制到射频频率的数字信号或模拟信号发射到空间⽆线信道,或从空间⽆线信道接收调制在射频频率上的数字或模拟信号。
2.天线问题的实质从电磁场理论出发,天线问题实质上就是研究天线所产⽣的空间电磁场分布,以及由空间电磁场分布所决定的电特性。
空间任何⼀点的电磁场满⾜电磁场⽅程——麦克斯韦⽅程及其边界条件。
因此,天线问题是时变电磁场问题的⼀种特殊形式。
从信号系统的⾓度出发,天线问题可以理解为考察由⼀个电磁波激励源产⽣的电磁响应特性。
从通信系统的⾓度出发,天线可以理解为信号发射和接收器,收发天线之间的⽆线电信号强度满⾜通道传输⽅程和多径衰落特性。
3.对天线结构的概念理解采⽤不同的模型,对天线可以有不同的理解。
典型的模型⽐如:●开放的电容[思考] 野外电台或电视发射塔,⽆线电视或电台接收机,为什么能构成⼀个天线,其电流回路在什么地⽅?●开放的传输线从传输线理论理解,天线可以看做是将终端开路的传输线终端掰开。
●TM mn型波导将天线辐射看做是在4π空间管道中传输的波导,则对应的传输波型是TM型波,但在传输过程中不断遇到波导的不连续性,因此不断激励⾼次模。
由电磁波源和电磁波传输媒质形成电磁波传输的机构波的形成都需要波源和传输媒质。
在⼀盆⽔中形成机械波纹,可以使⽤点激励源产⽣波,并在⽔⾯上传播。
波的传播特性只与媒质特性有关⽽与波源⽆关。
将⼀个⾁包⼦扔出去,这个⾁包⼦可能产⽣不同的结果,或者被狗吃了,或者掉在什么地⽅了,都与扔包⼦的⼈不再有任何关系。
⽽对天线来说,馈点的激励源就是这种波源,天线导体和外界空间就是传输媒质。
不过电磁波的传输媒质可以是真空。
[思考] 电磁波具有波粒⼆象性。
频率越低,波动性越强;频率越⾼,粒⼦性越强。
所以光波主要表现出粒⼦性,⽽长波表现出波动性。
天线工作原理与主要参数
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。
线状天线主要用于长、中、短波频段,面状天线主要用于厘米或毫米波频段;甚高频段一般以线状天线为主,而特高频段则线、面状天线兼用。
天线基础知识与原理
天线基础知识与原理天线是将电磁波能量从传输线(如电缆)转移到自由空间(如空气)中的器件。
它是无线通信系统中至关重要的组成部分,用于发送和接收无线信号。
天线的设计和原理对通信系统的性能具有重要影响。
天线的基本原理是通过电流激励器件使其发射或接收电磁波。
当电流通过天线时,会在天线上产生电磁场。
根据电磁场分布的不同,天线可以被分为不同的类型。
例如,一根直立的导体(如铜线)可以作为零度天线或全向天线使用,这意味着它能够在水平方向上发射或接收相同的信号强度。
另一个例子是定向天线,它可以集中发射或接收能量到特定方向。
天线的性能由几个关键参数决定。
其中一个是频率响应,也称为带宽。
天线应该在指定的频率范围内能够有效地工作。
另一个参数是增益,表示天线相对于理想的点源天线的增加或减少的能量。
增益可以用于改善信号传输和接收的效果。
其他重要的参数包括波束宽度、极化方式、输入阻抗等。
天线设计的关键是通过调整天线的几何形状和尺寸来满足特定的需求。
一种常见的天线类型是偶极子天线。
它由两根平行的导体构成,通常以半波长的长度排列。
偶极子天线适用于宽带应用,可以在几个频段上工作。
另一种常见的天线类型是微带天线,它采用薄片状的天线元件,并用绝缘基板支持。
微带天线适用于小型设备和集成电路上的应用,可以在不同的频率范围内工作。
天线的工作原理与物理学中的电磁波理论相关。
根据麦克斯韦方程组,电磁波由电场和磁场组成,并以光速传播。
当电流通过天线时,会产生电场和磁场的变化,并以电磁波的形式辐射出去。
电场和磁场的分布取决于天线的几何形状和电流分布。
天线的电磁辐射主要通过两种机制实现:辐射和导波。
辐射是指电磁波以空间波的形式传播,可以远离天线和传输线。
导波是指电磁波沿着天线和传输线传播,类似于输送能量的导线。
在不同的频率范围内,两种机制的相对重要性会有所不同。
要理解天线的基础知识,还需要了解一些天线的相关概念。
例如,VSWR(电压驻波比)是用于衡量天线和传输线之间匹配的参数,主要影响信号的传输效率。
天线的原理
天线的原理天线的原理一.长线传输线在高频情况下,电磁波沿传输线传播时,由于电磁波的波长很短,在传输线上会发生与传输音频信号时不同的现象.必须运用,另外一套适合高频情况的分析方法.当沿传输线上传播的电磁波的波长可以与传输线的几何长度相比拟时,此时的传输线通常称为长线.1.长线上具有电流电压不均分布:将一传输线取长度为10米,当线上通以高频电流时(长线情况),如F=150MHZ.人(波长)=2米由于波长较短,在这段传输线中电流有几个周期的变化,如图A所示.因而在同一时刻线上各点电流的大少与方向都有所不同;而在低频情况下(即短线情况下)如F=50HZ的交流电,其工作波长为6000公里,相差3000000备,同是在10米长的传输线上电流大少变化很少可认为不变.2.长线是一个分布参数系统:对于长线来说,随着传输线长度的不同或是沿线传播电磁波的波长不同,在传输线上本身就具有分布电容和分布电感参数.并且这些分布参数的影响很大,在长线的情况下,由于随线长的不同或工作波长的不同,传输线本身会呈现出不同性质的阻抗(容抗,感抗或纯电阻).而短线上只有电容器中才具有电场,线圈中才产生磁场,与线长没有关系.二.终端开路的传输线当传输线接到信号时,电信号将以光速按余弦分布规律向终端传播.由于终端开路,信号不能继续向前传播,则会向始端方向形成全反射,此时相当于在传输线的终端接入一个信号源使电信号又由终端向始端以光速传播.一般的说把由始端向终端传播的电波称入射波;把由终端反射回来的电波称反射波.入射波和反射波都是行波.这里所谓的行波即是电压与电流同相的电波.讨论传输线还引入一个驻波的概念,所谓驻波就是电压与电流相位不同且相差四分之一波长,电压电流的振幅有不均分布.在终端开路的传输线中,同时存在着反射波和入射波,反射波电流与入射波电流的相位互为反相,所以说传输线上存在着驻波,通常传输线上同时存在着行波和驻波,行波,驻波是由入射波和反射波的电流形成的.终端开路的传输线由于形成全反射,所以其驻波成份很大,故没有能量传输(只有在行波状态下线上才有能量传输)假设这条传输线无损耗.那这时只是在某一个时期内存储能量,在另一时期内放出能量.所以对信号源来说它是一个纯电抗性的负载,在终端开路的传输线有以下特点,传输线少于四分之一波长时其电抗为容性;等于四分之一波长时为电抗为零;大于四分之一波长时电抗为电感性;等于二分之一波长时为纯电阻性.三.终端短路的传输线终端短路的传输线和终端开路的传输线相反,它的驻波特性是入射电流与反射波电流同相,入射波电压与反射波电压相位相反.其阻抗特性是小于四分之一波长时传输线呈感性;等于四分之一波长时呈纯电阻性;大于四分之一波长时呈容性;等于二分之一波长时电抗为零.在一般情况下传输线的终端都接有负载,其负载通常既有电阻成份也有电抗成份,因而由信号源输出的能量一部分贝负载吸收,另一部分将倍反射回来,所以传输线上行波与驻波同时并存,为了进一步描述线上行波和驻波的分布关系,我们引入几个具体的指标:1.反射系数:P=反射波振幅/入射波振幅=传输线特性阻抗-负载阻抗/传输线特性阻抗+负载阻抗2.行波系数:K=电压最小值/电压最大值=反射波振幅-入射波振幅/反射波振幅+入射波振幅在传输线中因为同时存在入射波和反射波,所以在传输线上任何一点的电压都是两波振幅之和.3.驻波比:S=电压最大值/电压最小值综上所述,在传输线终端有负载时,传输线输入阻抗有以下性质:1.传输线上距离终端四分之一波长的奇数倍处的等效阻抗等于特性阻抗的平方除以终端负载.2.传输线上距离终端二分之一波长整数处的等效阻抗等于负载阻抗.四.天线的原理当导体上通以高频电流时,在其周围空间会产生电场与磁场.按电磁场在空间的分布特性,可分为近区,中间区, 远区.设R为空间一点距导体的距离,在R《λ/2π 时的区域称近区,在该区内的电磁场与导体中电流,电压有紧密的联系.在R》λ/2π的区域称为远区,在该区域内电磁场能离开导体向空间传播,它的变化相对于导体上的电流电压就要滞后一段时间,此时传播出去的电磁波已不与导线上的电流,电压有直接的联系了,这区域的电磁场称为辐射场.发射天线正是利用辐射场的这种性质,使传送的信号经过发射天线后能够充分地向空间辐射,如何使导体成为一个有效辐射体导系统呢?这里我们先分析一下传输线上的情况,在平行双线的传输线上为了使只有能量的传输而没有辐射,必须保证两线结构对称,线上对应点电流大小和方向相反.且两线间的距离《π.要使电磁场能有效地辐射出去,就必须破坏传输线的这种对称性,如采用把二导体成一定的角度分开,或是将其中一边去掉等方法,都能使导体对称性破坏而产生辐射.如图TX,图中将开路传输或距离终端π/4处的导体成直状分开,此时终端导体上的电流已不是反相而是同相了,从而使该段导体在空间点的辐射场同相迭加.构成一个有效的辐射系统.这就是最简单,最基本的单元天线,称为半波对称振子天线,其特性阻抗为75Ω.电磁波从发射天线辐射出来以后,向四面传播出去,若电磁波传播的方向上放一对称振子,则在电磁波的作用下,天线振子上就会产生感应电动势.如此时天线与接收设备相连,则在接收设备输入端就会产生高频电流,这样天线就起着接收作用并将电磁波转化为高频电流,也就是说此时天线起着接收天线的作用,接收效果的好坏除了电波的强弱外还取决于天线的方向性和半边对称振子与接收设备的匹配.。
天线的工作原理
天线的工作原理天线是用来接收或发送无线电波的设备,它的工作原理是基于电磁感应和辐射的原理。
在无线电通信中,天线起着重要的作用,它负责将传输的信号进行辐射和接收,从而实现无线通信。
首先,天线的工作原理涉及到电磁感应。
当一根导体处于变化的磁场中时,会在导体两端产生电势差,这个现象就是电磁感应。
天线中的导体就是这个感应的对象,当无线电波穿过天线时,天线内的导体会受到无线电波的作用而产生电势差。
其次,天线的工作原理还涉及到电磁辐射。
当电流通过导线时,会形成一个辐射场,这个辐射场就是由电磁波组成的。
天线的导体通过电磁感应产生的电势差会导致电流在导线上流动,从而形成电磁波的辐射场。
天线的工作原理可以通过以下几个方面进行详细分析:1. 天线的接收原理当无线电波通过空间传播到达天线时,它会产生感应电流。
感应电流在导体中形成一个电势差,这个电势差就是电磁信号的模拟。
当天线的长度、形状和导体材料等因素与无线电波的频率匹配时,天线可以提取出无线电波中所携带的信息。
这个感应电流通过调谐器等电路进行放大和解调,最终将信息传递给接收设备。
2. 天线的发射原理当通过调谐器等电路将信息发送到天线时,电流会在导体中形成一个变化的电场。
这个电场经过放大和调制后,会产生电磁波的辐射。
天线的形状和长度等参数会决定辐射的方向性和辐射场的形状。
这样,电磁波就会以无线电波的形式传输到周围空间,并可以被接收设备接收。
3. 天线的增益原理天线的增益是指天线相对于理想天线的辐射功率的比值。
理想天线是指能够将所有的电磁波辐射出去的天线,没有损耗和反射。
实际天线由于受到许多因素的限制,辐射功率会有损耗和反射,从而降低了增益。
为了提高天线的增益,我们可以通过选择合适的天线形状、长度和导体材料等参数,以及使用天线阵列和反射器等技术手段来优化天线的性能。
综上所述,天线的工作原理是基于电磁感应和辐射的原理。
天线通过电磁感应产生的电势差来接收无线电波,并通过电磁辐射将信息传输出去。
天线的名词解释
天线的名词解释天线,是指用于接收和发射无线电波的设备。
它是无线通信的关键组成部分,广泛应用于无线电通信、无线电广播、卫星通信、雷达系统等领域。
天线能够将电磁波转换为电信号,或将电信号转换为电磁波,使得无线通信成为可能。
一、天线的基本原理天线的工作原理基于电磁理论,根据迪波尔原理可以解释其转换电磁波和电信号的过程。
当电磁波通过天线时,它会感应出天线中的电流,进而产生电压信号;同样地,当电信号通过天线时,它会通过电流引起电磁辐射从而发射出去。
在天线中最常见的天线类型是线性极化天线和环形极化天线。
线性极化天线主要用于传输等线性极化场景,而环形极化天线多用于雷达系统和卫星通信应用。
此外,还有一些特殊的天线形式,如宽带天线、指向性天线和室内天线等,它们适用于不同的通信需求。
二、天线的结构和特征天线的结构多样化,在不同的应用领域有不同的外形和特征。
天线通常由导体材料制成,如铜、铝等,以保证导电性能。
根据形状和材料,天线可以划分为直线型天线、抛物面天线、螺旋天线、饼形天线等。
天线的重要特征有增益、方向性、频率响应等。
增益是指天线在某一方向上辐射或接收电磁波的能力,通过增加天线尺寸或改变接收辐射模式,可以提高天线的增益。
方向性是指天线在空间中的辐射或接收电磁波的方向,分为全向性和定向性两种。
频率响应是指天线在特定频率范围内工作的能力,不同的应用需要具备不同的频率响应特性。
三、天线的应用领域天线在各个领域都有着广泛的应用,包括但不限于以下几个方面:1. 无线通信:手机、电视广播、无线局域网等都需要天线进行信号的接收和发射,以实现无线通信。
2. 卫星通信:卫星通信系统中的天线用于与地面站和用户终端之间的通信。
天线的特点决定了卫星通信的可靠性和覆盖范围。
3. 雷达系统:雷达天线广泛应用于气象预报、导航、飞行器控制等领域。
它们用来发射电磁波并接收返回的信号,从而实现目标探测和跟踪。
4. 射频识别(RFID):RFID系统中的天线用于与标签之间的无线通信,实现对物品的追踪、定位和识别。
天线基本工作原理
振 子电
场
磁 场
磁
电
场电
场
场
电波传输方向
天线基本工作原理
01
天线基本工作原理
辐射的能力与导线的长度和形状有关。
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, 电场就散播在周 围空间。
当两导线的电流 方向相同,由两 导线所产生的感 应电动势方向相 同,因而电磁波 辐射能力较强。
天线基本工作原理
02
天线结构
谢谢大家!
天线阵列:将许多个天线按照一定 的方式进行排列所形成的阵列。输入到 每个天线的信号的幅度和相位都可以是 不同的,通过合理控制各天线输入信号 的幅度与相位,得到所需要的天线特性。
天线基本工作原理
02
天线结构
板状天线,主要由以下部分组成: 辐射单元(振子) 反射板(底板) 功率分配网络(馈电网络) 封装防护(天线罩) 天线接头
天线基本工作原理
天线基本工作原理
01
天线基本工作原理
• 在移动通信系统中,空间无线信号的发射和接收都是依靠移动天 线来实现的。
• 如果天线的选择不好,或者天线的参数设置不当,都会直接影响 到整个移动通信网络的运行质量。
天线ห้องสมุดไป่ตู้本工作原理
01
天线基本工作原理
当导线上有交变电流通过时,就可以在导线周边产生交变的磁场;交变 的磁场又可以激发交变的电场。这样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。
天线基本工作原理
01
天线基本工作原理
天线是一种转换器,它可以把在封闭的传输线中传输的电磁波转换为在空间 中传播的电磁波,也可以把在空间中传播的电磁波转换为在封闭的传输线中 传输的电磁波。
天线工作原理
天线工作原理天线是一种用于发射和接收电磁波的装置,广泛应用于通讯、雷达、卫星通信等领域。
其工作原理基于电磁感应和辐射原理,通过一系列的物理过程将电能转换为无线电波,或者将无线电波转换为电能。
一、电磁感应原理天线的工作原理的基础是电磁感应。
根据法拉第电磁感应定律,当导体在磁场中运动或磁场的大小改变时,导体内将会产生感应电流。
天线中的导体杆或线圈通过电磁感应产生感应电流,从而将电能转换为无线电波的形式发射出去。
二、辐射原理天线工作的另一个基本原理是辐射。
在天线的助推下,感应电流在天线元件中产生震荡,形成电场和磁场相互作用的辐射场。
这个辐射场便是由天线发射出去的无线电波。
三、天线的构造和类型天线的构造和类型因其应用和频率特性而有所不同。
一般来说,天线包括天线元件(导体杆、线圈等)和连接器。
以下是几种常见的天线类型:1. 线性天线:它们是直线型的,如半波长天线、全波长天线等。
这些天线结构简单,适用于频率较低的场合。
2. 螺线天线:它们是螺旋状的,如螺旋天线、垂直极化螺旋天线等。
螺线天线具有较宽的工作带宽和较高的增益,适用于卫星通信和雷达等场景。
3. 天线阵列:它们由多个天线元件组成,可以通过相位差的控制实现波束形成和方向控制。
天线阵列适用于无线通信和雷达系统中,可以增加系统容量和增强性能。
四、天线的工作原理在通信中的应用天线作为通信系统中的重要组成部分,在无线通信领域有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域:1. 移动通信:在移动通信系统中,天线用于将无线电波转换为电能进行接收,或者将电能转换为无线电波进行发送。
它们与手机、无线路由器等设备一起工作,使人们能够进行语音和数据通信。
2. 卫星通信:卫星通信系统中的天线用于接收来自地球站的信号,并将信号转发到其他地球站或用户终端。
天线在卫星通信系统中起到了桥梁的作用,使得远距离通信成为可能。
3. 雷达系统:雷达系统利用无线电波探测目标并获取其位置和速度信息。
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可能产生的三阶交调 频段(MHz) 860~890
916~973
925~940 948~966 1785~1845 1830~1860 2115~2160 2095~2140
可能产生的五阶交调 频段(MHz) 850~900
897~992
920~945 942~972 1765~1865 1820~1870 2100~2175 2080~2155
900MHz: 最小: 3m
建议:6m 1800MHz: 最 小 : 2m
建议:4m
天线原理—天线基本概念
应用 环境
密集建筑区 (室内)
密集建筑区 (室外)
一般城镇 (室内)
一般城镇 (室外)
农村
极化分集 增益(dB)
空间分集 增益(dB)
3.7
5.0
4.7
3.3
4.0
3.7
5.7
4.7
2.7
5.3
可靠性能的测试
振动试验
风洞试验
天线指标测试
高低温湿热试验
汽车模拟试验
淋水试验
Thanks!
结论
三阶、五阶都不落入到 Rx的接收范围
三阶不落入到Rx的接收 范围,五阶落入到Rx的
接收范围
三阶、五阶都不落入到 Rx的接收范围
三阶、五阶都不落入到 Rx的接收范围
三阶、五阶都不落入到 Rx的接收范围
三阶、五阶都不落入到 Rx的接收范围
三阶、五阶都不落入到 Rx的接收范围
三阶、五阶都不落入到 Rx的接收范围
天线原理—天线基本概念
前后比较差
前后比较好
天线原理—天线基本概念
实际站点的后瓣、旁瓣信号过强的原因分析
1、天线本身指标不合格,前后比、旁瓣不理想 2、扇区规划不合理、主方向反射、折射严重(如玻璃外墙阻挡、金属物质遮挡等)
反射信号过强
反射信号减弱
反射信号
阻挡大楼
扇区偏移20度
扇区主方向
反射信号
阻挡大楼 扇区主方向
0.5
11.0
8.0%
0.36
14.0
4.0%
0.17
15.5
2.8%
0.12
17.5
1.7%
0.07
21.0
0.8%
0.03
天线原理—天线基本概念
天线调节支架
抱杆 接头密封件
绝缘密封胶带,PVC绝缘胶带
室外馈线
接地装置
馈线卡 馈线过线窗
主馈线(7/8“) 室内超柔馈线
防雷保护器 基站主设备
天线原理—天线基本概念
天线原理—天线基本概念
天线辐射参数-旁瓣抑制、零点填充、波束下倾角
上旁瓣 (dB)
下旁瓣 (dB)
天线原理—天线基本概念
天线辐射参数-前后比 前后比是指扇形天线的前向辐射功率和后向辐射功率之比
后向功率
前向功 率
前后比(dB) = 10 log
前向功率 后向功率
,典型值约为25dB
目的是尽可能减少后向辐射功率
天线原理—天线基本概念
天线辐射参数-极化 无线电波振动的平面称为它的极化面
垂直方式 + 45斜角
水平方式 - 45斜角
天线原理—天线基本概念
天线辐射参数-极化 • 即一个单元中有两个天线 • 两个天线中的波是相互独立的
V/H (垂直/水平)
斜角 (+/- 45°)
天线原理—天线基本概念
天线辐射参数-极化
天线原理—天线基本概念
采用频谱仪测试其上行(825~835MHz)底噪:-80~-90dBm之间
换上常规天线,测得RSSI值为-84dBm
将天线放倒,测得RSSI值为-110dBm
小结:最终判定为外界干扰信号所致。
天线指标测试
天线辐射参数的测试
天线指标测试
电路参数的测试
交调测试仪
网络分析仪
天线指标测试
波长
1/2 波长
半波振子是天线的基本辐射单元
1/4 波长 1/2 波长
1/4 波长
半波振子
天线原理—天线基本概念
小于半波长
半波长
大于半波长
天线原理—天线基本概念
半波振子
天线原理—天线基本概念
基站天线组成(定向)
天线原理—天线基本概念
基站天线组成(全向)
天线原理—天线基本概念
室内分布天线组成
天线原理—天线基本概念
天线的辐射原理:
天线原理—天线基本概念
电磁波辐射与场区的划分
(a) 感应近场 (b) 辐射近场 (c) 辐射远场
R1 0.62 D3 / R2 2D2 /
天线实际使用区域为辐射远场区
天线原理—天线基本概念
半波振子
根据C(光速)=f(频率)×λ(波长) 得出波长与频率成反比 频率越低,波长越长,天线越大
cos2
其中, 为极化匹配因子, 为来波与接收天线的夹角。
接收天线 垂直(或水平)极化 垂直(或水平)极化
垂直极化
发射天线 垂直(或水平)极化 水平(或垂直)极化
45度极化
极化匹配因子 1 0 1/2
极化损耗(dB) 0
无穷大 3dB
天线原理—天线基本概念
天线辐射参数-交叉极化比
天线原理—天线基本概念
天线互调是指当两个或多 个发射频率信号经过天线时, 由于天线的非线性而引起的 与原信号频率及倍频有和差 关系、并落在接收频带内的 射频信号。这些信号电平足 够大时,就会造成系统性能 下降。
天线原理—天线基本概念
移动通信系统 电信CDMA800
移动GSM900
移动EGSM900 联通GSM900 移动GSM1800 联通GSM1800 联通WCDMA
天线原理—天线基本概念
方向图:
水
由三维辐射立体图转化成的二维
平
面
平面图形,包括水平面方向图及
垂直面方向图。
垂 直 面
天线原理—天线基本概念
天线辐射参数-波束宽度
3dB 波瓣宽度 峰值 - 3dB
60° (eg)
峰值 峰值 - 3dB
10dB 波瓣宽度 峰值 - 10dB
120° (eg)
峰值
峰值 - 10dB
驻波测试主意事项: 1)测试环境:空旷无遮挡 2)校准:需把转跳线一起校准 3)接头:质量要好
天线 N型公头跳线
螺纹拧固
一体化结构
天线原理—天线基本概念
无源交调(PIM):当两个频率f1和f2输入到天线,由于非线性 效应,天线辐射的信号除频率 f1 和 f2 外,还包括有其他频 率,如 2f1-f2 和 2f2-f1 (3阶) 等。
电信 CDMA2000
下行频段( MHz) 870~880
935~954
930-935 954~960 1805~1825 1840~1850 2130~2145 2110~2125
上行频段 (MHz) 825~835
890~909
885-890 909~915 1710~1730 1745~1755 1940~1955 1920~1935
天线原理—天线基本概念
驻波比:天线高效率辐射的基本指标要求。
在全频段内考察VSWR,取最大值为指标。 评估举例:指标为1.5,所有频点都需要优于该指标。
VSWR
3.0 2.0 1.8 1.5 1.4 1.3 1.2
减小的天线辐射功率
回波损耗
(dB)
%
反射功率 (dB)
6.0
25%
1.25
9.5
11%
单锥全向吸顶
双锥全向吸顶
天线原理—天线基本概念
增益、方向图和天线尺寸之关系 将“轮胎”压扁,信号就越集中,增益就越高,天线尺寸就越大。
天线原理—天线基本概念
增益、方向图和天线尺寸之关系
天线增益的几个要点:
➢天线是无源器件,不能产生能量。天线增益只是将能量有效 集中向某特定方向辐射或接受电磁波的能力。
➢天线的增益由振子叠加而产生。增益越高,天线长度越长。 增益每提高3dB,天线体积变大一倍。
G
D
10
log10
(
H
C
3dB V
3dB
)Hale Waihona Puke 。 对于基站天线,C取33000较为合适
➢天线增益越高,方向性越好,能量越集中,波瓣越窄。
天线原理—天线基本概念
基站设置----站高:35米, 下倾角度:10度 垂直面波束宽度14度
垂直面波束宽度7度
垂直面波束宽度 14度 7度
上3dB覆盖点 667.84米 307.19米
主瓣顶点 198.49米 198.49米
下 3dB覆盖点 114.48米 145.79米
主瓣覆盖距离 553.36米 161.4米
天线原理—天线基本概念
天线辐射参数
辐射参数: 主瓣; 副瓣; 半功率波束宽度; 前后比; 交叉极化鉴别率; 增益; 上旁瓣抑制; 下零点填充; 波束下倾角;
天线原理介绍
京信通信系统(中国)有限公司 2010年12月
天线原理—天线基本概念
天线的定义 能够有效地向空间某特定
方向辐射电磁波或能够有效地 接收空间某特定方向来的电磁 波的装置。 天线的功能:
能量转换-导行波和自由 空间波的转换;
定向辐射(接收)-具有 一定的方向性。
天线的辐射原理:
传输线 终端张角传输线 对称振子