天线原理基础知识大全
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
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。
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。
天线工作原理
天线工作原理天线是无线通信系统中不可或缺的设备，它起到接收和发送无线信号的作用。
本文将详细介绍天线的工作原理及其相关知识。
一、天线的基本概念天线是将电信号转化为电磁波或将电磁波转化为电信号的设备。
它一般由导电材料制成，如金属，并根据特定的原理进行设计和调整。
天线可以分为接收天线和发射天线两种类型。
二、天线的工作原理天线的工作原理基于电磁波的发射和接收。
下面将分别介绍接收天线和发射天线的工作原理。
1. 接收天线的工作原理接收天线通过接收电磁波将其转化为电信号。
当电磁波经过天线时，它会激发天线中的电荷，产生电流。
这个电流会经过连接到天线的电路，从而实现信号的解调和放大。
最终，这个电信号可以被传递到无线接收器，用于进行进一步的处理和解码。
2. 发射天线的工作原理发射天线将电信号转化为电磁波，以便进行无线传输。
当电信号通过连接到天线的电路时，它会产生交变电流。
这个交变电流会导致天线上的电荷也发生交变，从而产生电磁波。
这些电磁波会在空间中传播，并被接收天线接收到。
同样地，接收天线会将电磁波转化为电信号，以进行进一步的处理和解码。
三、天线的优化设计为了提高天线的工作性能，可以进行一些优化设计。
下面列举一些常见的优化设计方法。
1. 天线长度调整：天线的长度对于接收和发射的频率有直接影响。
通过调整天线的长度，可以使其与所传输的频率匹配，从而提高效率。
2. 天线形状设计：天线的形状对于天线的辐射模式有重要影响。
通过设计合适的天线形状，可以实现不同方向的辐射或接收，以满足具体的通信需求。
3. 天线材料选择：天线的材料对于信号的传输和接收也有一定影响。
根据需要选择导电性能好、损耗小的材料，以提高天线的性能。
四、天线在无线通信中的应用天线广泛应用于各种无线通信系统中，包括移动通信、卫星通信、无线局域网等。
下面列举几个常见的应用场景。
1. 移动通信：天线用于手机、基站等设备中，将电信号转化为电磁波进行传输，以实现无线通信。
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
天线基本原理
天线基本原理是指利用特定的结构和材料，将电能转换为电磁波能量或者将电磁波能量转换为电能的装置。
天线主要由导体构成，其长度和形状与所接收或发射的电磁波的频率密切相关。
天线的基本原理可以用以下几个方面来描述：
1. 辐射原理：在接收模式下，天线通过感应来接收电磁波，并将其转换为电信号；而在发射模式下，电信号通过天线转换为电磁波并辐射出去。
2. 感应原理：天线通过电磁感应的原理来接收电磁波。
当电磁波通过天线时，产生在导体上的电势差和电流，从而实现将电磁波转化为电信号。
3. 辐射模式：天线的辐射模式取决于其结构和形状。
不同结构和形状的天线在空间中会形成不同的辐射图案，这决定了其方向性、增益和频率响应等特性。
4. 驻波原理：天线长度与电磁波的波长密切相关。
当天线长度与频率匹配时，电磁波将会在天线内部产生驻波，从而实现能量的传输。
5. 阻抗匹配：在天线系统中，为了最大化能量传输效率，需要实现发射源和天线之间的阻抗匹配。
阻抗不匹配会导致能量反射和损失。
通过对天线的基本原理的了解，人们可以设计和优化天线以满足特定的通信需求。
天线在无线通信、卫星通信、雷达系统等领域中发挥着重要的作用。
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
天线基本知识汇总
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。
天线原理及应用概要
天线原理及应用概要天线是一种用于接收和发送无线电波的装置，它在无线通信和电磁波传播中起着至关重要的作用。
本文将详细介绍天线的原理和应用。
一、天线原理1. 电磁波基础知识电磁波是由电场和磁场相互作用而产生的能量传播形式。
电磁波的特性由频率、波长、振幅和极化方式等参数决定。
2. 天线的基本原理天线的基本原理是利用电磁波的辐射和接收特性来实现无线通信。
天线可以将电信号转换为电磁波辐射出去，也可以将接收到的电磁波转换为电信号。
3. 天线的辐射模式天线的辐射模式决定了它在空间中辐射能量的分布。
常见的辐射模式包括全向辐射、定向辐射和扇形辐射等。
4. 天线的增益和方向性天线的增益是指相对于理想全向辐射天线，在某个方向上辐射功率的增加倍数。
方向性天线具有较高的增益，可以集中辐射功率到特定方向。
二、天线的应用1. 通信领域天线在通信领域中广泛应用，如无线电广播、挪移通信、卫星通信等。
不同频段和应用场景需要不同类型的天线，如全向天线、定向天线和扇形天线等。
2. 遥感与导航天线在遥感和导航领域中起着关键作用。
卫星遥感利用天线接收地面反射的电磁波，获取地球表面的信息。
导航系统中的GPS天线用于接收卫星发射的导航信号。
3. 无线能量传输天线可以用于无线能量传输，如无线充电技术。
通过将电能转换为电磁波，然后通过天线进行传输，实现对电子设备的无线充电。
4. 科学研究天线在科学研究中也有广泛应用，如天文学中的射电望远镜和雷达系统。
这些天线用于接收宇宙中的微弱信号，匡助科学家研究宇宙的起源和结构。
5. 安全与军事天线在安全与军事领域中扮演重要角色。
无线通信和雷达系统都需要天线来实现信号的传输和接收，用于情报采集、通信和导航等任务。
三、天线的发展趋势1. 小型化和集成化随着科技的发展，天线正朝着小型化和集成化方向发展。
微型天线、贴片天线和天线阵列等新型天线技术的浮现，使天线更加紧凑和便于集成到各种设备中。
2. 多频段和宽带化天线需要适应不同频段和宽带信号的传输，因此多频段和宽带天线的研究得到了广泛关注。
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。
天线原理基础
天线的基本知识
极化损失
1.4.2 极化损失
垂直极化波要用具有垂直极化特性的天线来接收，水平极化波要用具有水平极化特性 的天线来接收。右旋圆极化波要用具有右旋圆极化特性的天线来接收，而左旋圆极化波要 用具有左旋圆极化特性的天线来接收。 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。例如：当用+ 45° 极化天线接收垂直极化或水平极化波时，或者，当用 垂直极化天线接收 +45° 极化或 -45°极化波时，等等情况下，都要产生极化损失。用圆极 化天线接收任一线极化波，或者，用线极化天线接收任一圆极化波，等等情况下，也必然 发生极化损失------只能接收到来波的一半能量。 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。
天线的基本知识
波瓣宽度
1.3.4
波瓣宽度
方向图通常都有两个或多个瓣，其中辐射强度最大的瓣称为主瓣，其余的瓣称为副瓣 或旁瓣。参见图1.3.4 a , 在主瓣最大辐射方向两侧，辐射强度降低 3 dB（功率密度降低一半） 的两点间的夹角定义为波瓣宽度（又称 波束宽度 或 主瓣宽度 或 半功率角）。波瓣宽度 越窄，方向性越好，作用距离越远，抗干扰能力越强。 还有一种波瓣宽度，即 10dB波瓣宽度，顾名思义它是方向图中辐射强度降低 10dB （功率密度降至十分之一） 的两个点间的夹角，见图1.3.4 b .
1/4波长
1/2波长
1/4波长
对称振子
图1.2 a
图1.2 b
天线的基本知识
（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。
天线基础知识
天线的工作原理(一)
• 天线辐射主要来自于 电子的移动或是具有 加速度的电子。 • 电子如果随时间做周 期性变化时，也会产 生辐射。 • 天线产生电磁波之方 式如右图。
天线的工作原理(二)
• 当导线载有交变电流时就可以形成 电磁波幅射,幅射的能力与导线的长 度和形状有关 如果导线位置由于两导线距离很近, 且两导线所产生的感应电动势可相 互抵消,因而幅射很微弱 如果两导线张开,这时由于两导线的 电流方向相同,由两导线产生的感应 电动势方向相同,因而幅射较强 当导线的长度远小于波长时,导线的 电流很小,幅射很微弱
各类天线图例
各类天线图例
极化polarization • 天线之极化定义为以地球表面为基准，辐 射波的电场方向即为极化方向。 • 一般极化区分为Linear(线性)与circular(圆 形)极化二种。 • Linear含有Vertical与Horizontal
垂直极化Biblioteka 水平极化电压驻波比,反射功率,传输功率对应关系
定向天线
• 定向天线就好像在天线 后面罩一个碗状的反射 面，信号只能向一个方 向传递，射向后面的信 号被反射面挡住并反射 到前方，加强了前面的 信号强度。 • 定向天线只对某个特定 方向传来的信号特别灵 敏，并且发射信号时也 是集中在该特定方向。
按用途分类
• • • • • • • 数字电视接收天线 GPS天线 手机天线 网卡天线 车载天线 固定台天线 对讲机天线
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天线的工作原理(三)
当导线的长度增长到可与 波长相比拟时, 导线上的 电流就大大增加,因而就可 形成 较强的幅射 能产生显著幅射的导线称 为振子 两臂长度均为1/4 波长的振子叫作对称半 波振子
天线辐射场型
天线知识专业知识
右旋圆极化波要用具有右旋圆极化特征旳天线来接受；而左 旋圆极化波要用具有左旋圆极化特征旳天线来接受。当来波旳极 化方向与接受天线旳极化方向不一致时，在接受过程中一般都要 产生极化损失，例如：当用圆极化天线接受任一线极化波，或用 线极化天线接受任一圆极化波时，都要产生３分贝旳极化损失， 即只能接受到来波旳二分之一能量；
当导线旳长度增大到可与波长相比拟时，导线上旳电流 就大大增长，因而就能形成较强旳辐射。一般将上述能产生明显 辐射旳直导线称为振子。
天线可视为一种四端网络
同轴线变化为天线
3.1 对称振子
两臂长度相等旳振子叫做对称振子。每臂长度为四分之一 波长。全长与波长相等旳振子，称为全波对称振子。将振子折合 起来旳，称为折合振子。
超短波和微波旳频率很高，波长较短，它旳地面波衰减不久。 所以也不能依托地面波作较远距离旳传播，它主要是由空间波来 传播旳。空间波一般只能沿直线方向传播到直接可见旳地方。在 直视距离内超短波旳传播区域习惯上称为“照明区”。在直视距 离内超短波接受装置才干稳定地接受信号。
直视距离和发射天线以及接受天线旳高度有关系，并受到地 球曲率半径旳影响。由简朴旳几何关系式可知 AB＝3.57(√HT+√HR)(公里)
一 移动基站天线旳有关概念
1、无线电波旳基本知识 2、超短波旳传播 3、天线辐射电磁波旳基本原理 4、有关传播线旳几种基本概念 5、经典旳移动基站天线技术指标综述 6、通信距离方程 7、基站天馈系统 8、抛物面天线简介
１ 无线电波旳基本知识
１．１ 无线电波 什么叫无线电波？无线电波是一种能量传播形式，
1.6 (极化)隔离
天线的基本原理
天线的基本原理
天线是一种用于发送或接收无线电波的装置，它的基本原理是通过电流的变化产生电磁场或者利用电磁场诱导电流。
以下是天线的基本工作原理：
发射天线原理：
电流产生电磁场：当通过天线的导线或电路施加交流电流时，电流在导线上流动会产生电磁场。
辐射电磁波：电磁场的变化引起电磁波的辐射，这些辐射的电磁波可以是无线电波、微波、红外线、可见光或其他频率的电磁辐射。
天线设计：天线的设计要考虑产生和辐射特定频率的电磁波的最佳方式，包括天线的尺寸、形状和材料选择。
接收天线原理：
感应电流：当电磁波穿过天线时，它会诱导电磁感应，产生感应电流。
感应电流转化为电信号：感应电流通过天线的导线传递到接收设备（如收音机、电视或无线通信设备），并被转化为电信号进行处理和解码。
天线的性能和效果受到多种因素影响，包括天线的长度、形状、方向性、频率选择性以及与环境的相互作用等。
不同类型的天线具有不同的工作原理和应用，如偶极天线、方向性天线、螺旋天线、波导天线等。
天线基本知识点总结
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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防潮、防盐雾、防霉菌，全向天线必须允许天线倒置 安装
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天线主要指标规范
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•室内小天线
全 向 天 线
主要指标： 主 要 指 标 ： 频段： 频 段 ： 单频段： GSM ，D DCS 单 频 段 ： G S M ， C S 双频段： GSM&DCS 双 频 段 ： G S M & D C S 增益： 2dBi ，3 3dBi 增 益 ： 2 d B i ， d B i 接 头 ： N _ F ， S M A _ F 接头： N_F ， SMA_F 功 率 容 量 ： 2 5 W ， 5 0 W 功率容量： 25W ， 50W
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系统要求及对应的技术
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1、业务区内能量辐射均匀且天线增益尽可能高 ——垂直线阵，提高增益 2、多信道通信，要求天线具有宽频带特性和和分路功能 ——GSM蜂窝系统中基站设备频带宽度为890--960MHz， 其中890--915MHz用于收信，935-960MHz用于发信，天线带 宽要求大于8%，带内VSWR小于1.5。当天线既发射又接收时， 就会产生无源交调增加交调干扰。
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天线基础知识
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一、GSM天线发展趋向 二、天线设计的概念 三、基站天线的基本技术 §3.1 基站天线 §3.2 系统要求及对应的技术 §3.3 天线分类 §3.4 赋形波束设计 §3.5 天线分集 §3.6 无源交调 四、天线主要指标设计规范
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天线主要指标规范
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多径信号的矢量合成形 成随机驻波场，移动台通 过该驻波场引起场强起伏， 称快衰落
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天线的分集
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•空间分集
d=0.11hbe hbe为基站分集接收天线的有效高度，d为基站分集接收天 线的间距
•极化分集
+45°/-45°双极化天线可得到与空间分集天线相同的分 集增益
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天线基础知识
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天线的分类
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•基站天线的结构或类型取决于业务区域的大小和形状以及蜂窝区 和信道数量 •从功能和天线特性的角度
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赋形波束设计
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•赋形波束技术意义 ——提高空间频率复用度
•赋形波束类型
扇形波束 余割波束
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天线基础知识
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一、GSM天线发展趋向 二、天线设计的概念 三、基站天线的基本技术 §3.1 基站天线 §3.2 系统要求及对应的技术 §3.3 天线分类 §3.4 赋形波束设计 §3.5 天线分集 §3.6 无源交调 四、天线主要指标设计规范
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天线基础知识
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一、GSM天线发展趋向 二、天线设计的概念 三、基站天线的基本技术 §3.1 基站天线 §3.2 系统要求及对应的技术 §3.3 天线分类 §3.4 赋形波束设计 §3.5 天线分集 §3.6 无源交调 四、天线主要指标设计规范
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天线的基本技术
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3.1 基站天线
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天线的基本知识
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3.1 基站天线 具体设计天线时，重要的是要估计天线硬件加工后如何安 装。对于基站天线，安装可能大于天线本身的成本。为此，
重要的不仅是要考虑降低加工成本，而且还要开发一种易
于安装的天线结构设计。
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天线基础知识
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一、GSM天线发展趋向 二、天线设计的概念 三、基站天线的基本技术 §3.1 基站天线 §3.2 系统要求及对应的技术 §3.3 天线分类 §3.4 赋形波束设计 §3.5 天线分集 §3.6 无源交调 四、天线主要指标设计规范
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无线网络规划培训
——天线基础知识
华为无线规划设计部
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内容介绍
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一、GSM天线发展趋向 二、天线设计的概念 三、基站天线的基本技术 §3.1 基站天线 §3.2 系统要求及对应的技术 §3.3 天线分类 §3.4 赋形波束设计 §3.5 天线分集 §3.6 无源交调 四、天线主要指标设计规范
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天线设计的概念
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天线设计的考虑因素：
区域结构----确定信号覆盖区和天线方向图 基地站天线----天线高度、结构固定和波束下倾要求 噪声电平----热噪声和环境噪声 干扰----干扰电平、特点，同信道和邻近信道的影响 信号要求----最佳工作频率、带宽、交调影响和频谱复 用 研制和加工成本 可靠性----所需要的技术维护、安装连接及其费用 易损坏性----室外架设、锈蚀、腐烂 用户意见
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天线的分集
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•电磁信号的衰落
接收功率（dBm） -20
快衰落 慢衰落
-40
-60
10
20
30
距离(m)
20
天线的分集
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——信号衰落
慢衰落 由障碍物阻挡造成阴影 效应，接收信号强度下降， 但该场强中值随地理改变 变化缓慢，故称慢衰落 快衰落
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天线主要指标规范
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• 功率容量 单载波功率20w，天线单端口功率容量大于200w • 零点填充
零深相对与天线主瓣大于－20dB
• 上副瓣抑制 上第一副瓣电平小于－18dB • 无源交调 无源交调小于2*10w
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天线主要指标规范
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• 天线尺寸 外形尺寸尽可能小，便于储存、运输、安装和安全 • 天线重量
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•旁瓣压缩
主波束附近的旁瓣压缩，可有效地缩小频率复用的距离
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天线基础知识
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一、GSM天线发展趋向 二、天线设计的概念 三、基站天线的基本技术 §3.1 基站天线 §3.2 系统要求及对应的技术 §3.3 天线分类 §3.4 赋形波束设计 §3.5 天线分集 §3.6 无源交调 四、天线主要指标设计规范
重量尽可能轻
• 风载荷 风速36m/s时正常工作，56m/s时不被破坏 • 工作温度 在环境温度-40℃-+65℃范围内正常工作
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天线主要指标规范
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•湿度要求 基站天线应在环境温度-40℃-+65℃范围内正常工作 •雷电防护 基站天线所有射频输入端口均要求直流直接接地 •三防能力
•3阶交调和5阶交调 假定两个发射载波的频率为Fi和Fj，那么第(m + n)次的 交调便为： Flm＝mFi＋nFj m和n为正奇数
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无源交调
无源交调的基本抑制方法 PIM生成点 辐射器 接头 焊接 锈蚀 馈电网络 抑制方法 尽可能用印刷天线代替振子单元 增加接触面积，采用镀银件 减少焊点数量，焊点出增加焊料 表面涂镀处理，防止生成氧化物 尽可能用一体化带状线或微带线 代替电缆线
天线的设计主要依靠一些著名的数学方法和计算机辅助 设计（CAD) ——有限差分时域法（FDTD)，允许辐射结构为 任意形状。 UHF频段的全向天线均属线型结构天线，通常用矩量法分 析设计 UHF以上的定向天线大多采用线形振子或贴层激励的平板 式结构，可以用矩量法和几何绕射理论(GTD混合法)分析 计算 应用上，采用仿真软件进行设计，无需追求理论分析
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一、GSM天线发展趋向 二、天线设计的概念 三、基站天线的基本技术 §3.1 基站天线 §3.2 系统要求及对应的技术 §3.3 天线分类 §3.4 赋形波束设计 §3.5 天线分集 §3.6 无源交调 四、天线主要指标设计规范
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无源交调
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•无源交调是产生同信道干扰的主要因素之一 ——GSM蜂窝系统中，收发信交调功率值小于-103 dBm。
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谢谢大家！
1、全向天线或角形反射器天线 七十年代的移动通信系统中，用户少，较少的载频 和少量的基站即可覆盖一个城市的移动通信需求。 2、单极化天线 八十年代中期至九十年代中后期，应用于gsm数据蜂 窝通信系统。 每小区三副天线，对安装的空间提出了极高的要求 3、双极化天线 4、自适应天线及智能天线
天 线 发 展 趋 向
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天线基础知识
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一、GSM天线发展趋向 二、天线设计的概念 三、基站天线的基本技术 §3.1 基站天线 §3.2 系统要求及对应的技术 §3.3 天线分类 §3.4 赋形波束设计 §3.5 天线分集 §3.6 无源交调 四、天线主要指标设计规范
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GSM天线的发展趋向
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系统要求及对应的技术
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3、频率复用技术 ——主波束倾斜，波束赋形技术
4、电磁波的衰落特性
——分集技术：空间分集、计划分集
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系统要求及对应的技术
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•主波束倾斜
在紧密频率复用方式下，采用主波束倾斜技术可以有效的降低同 邻信道干扰
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系统要求及对应的技术
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天线基础知识
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一、GSM天线发展趋向 二、天线设计的概念 三、基站天线的基本技术 §3.1 基站天线 §3.2 系统要求及对应的技术 §3.3 天线分类 §3.4 赋形波束设计 §3.5 天线分集 §3.6 无源交调 四、天线主要指标设计规范
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天线设计的概念
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•电压驻波比
VWSR<1.5
•增益
天线的方向特性一般以方向性图来描述