天线基本知识及天线选型
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。
天线和微波技术中的天线类型介绍
天线和微波技术中的天线类型介绍天线是通信领域中广泛使用的一种设备，用于收发无线电波信号。
在微波技术中，天线的类型多种多样，每一种天线都有其独特的优点和适用场景。
本文将介绍几种常见的天线类型，在简要介绍其原理和特点的同时，还将探讨其在不同的应用领域中的应用。
一、偶极天线偶极天线是最基本和最常用的天线类型之一。
其结构简单，通常由一对互相对称的导体构成。
偶极天线主要用于接收和发射无线电波，其工作频率范围广泛，从几千赫兹到数百吉赫兹不等。
偶极天线的优点是易于制造，而且天线本身不需要进行特殊的解耦设计。
这使得它成为了无线通信和广播领域的理想选择。
二、方向性天线方向性天线是一种具有明确辐射方向的天线类型。
它主要通过限制天线在特定方向上的辐射能量，以便更好地集中信号。
方向性天线常用于无线通信系统中，用于增加信号传输的距离和强度。
基于不同的设计原理，方向性天线可以分为常见的两种类型：定向天线和定向性天线。
定向天线通过定向辐射辐射能量，以便将信号集中在特定区域内。
而定向性天线则可以通过电子调谐和信号处理技术，自动跟踪信号源的方向。
三、扩束天线扩束天线是一种通过集中信号辐射以提高天线增益的天线类型。
它主要通过在发射和接收器之间添加反射器和透镜等装置来实现辐束。
扩束天线的应用非常广泛，例如在雷达系统中用于提高目标探测和跟踪的准确性，或者在卫星通信系统中用于增加信号传输的距离和质量。
四、天线阵列天线阵列是由多个天线单元组成的天线系统。
它通过联合操作单个天线单元，以实现更大的增益、更高的信噪比和更好的指向性。
天线阵列的设计复杂度相对较高，但是其在无线通信、雷达、卫星通信和航空导航等领域中的应用价值巨大。
五、微带天线微带天线是一种以微带线和介质基片作为支撑结构的天线。
其结构紧凑、制造成本低廉，被广泛应用于卫星通信、无线电频段标签系统和手机通信等领域。
微带天线具有宽带性能、较好的辐射特性和方便的制造工艺，是当今天线设计的热点研究领域之一。
天线的基础知识
天线的基础知识(2009-05-17 22:14:38)1 天线工作原理及作用是什么？天线作为无线通信不可缺少的一部分，其基本功能是辐射和接收无线电波。
发射时，把高频电流转换为电磁波；接收时，把电滋波转换为高频电流。
2 天线有多少种类？天线品种繁多，主要有下列几种分类方式：按用途可分为基地台天线（base station antenna）和移动台天线（mobile portable antennas），还有就是手持对讲机用的天线（handhold transceiver antennas)。
基地电台俗称棒子天线；车载天线俗称苗子；手台天线由于绝大部分是橡胶外皮的因此俗称橡胶天线或橡胶棒儿。
按工作频段可划分为超长波、长波、中波、短波、超短波和微波。
按其方向可划分为全向和定向天线。
3 如何选择天线？天线作为通信系统的重要组成部分，其性能的好坏直接影响通信系统的指标，用户在选择天线时必须首先注重其性能。
具体说有两个方面，第一选择天线类型；第二选择天线的电气性能。
选择天线类型的意义是：所选天线的方向图是否符合系统设计中电波覆盖的要求；选择天线电气性能的要求是：选择天线的频率带宽、增益、额定功率等电气指标是否符合系统设计要求。
因此，用户在选择天线时最好向厂家联系咨询或在往上对比分析其技术指标。
4 什么是天线的增益？增益是天线的主要指标之一，它是方向系数与效率的乘积，是天线辐射或接收电波大小的表现。
增益大小的选择取决于系统设计对电波覆盖区域的要求，简单地说，在同等条件下，增益越高，电波传播的距离越远，一般基地台天线采用高增益天线，移动台天线采用低增益天线。
5 什么是电压驻波比？天线输入阻抗和馈线的特性阻抗不一致时，产生的反射波和入射波在馈线上叠加形成的磁波，其相邻电压的最大值和最小值之比是电压驻波比，它是检验馈线传输效率的依据，电压驻波比小于1.5，在工作频点的电压驻波比小于1.2，电压驻波比过大，将缩短通信距离，而且反射功率将返回发射机功放部分，容易烧坏功放管，影响通信系统正常工作。
短波天线的性能和选型
短波天线的性能和选型在短波通信中，选用一个性能良好的天线对于改善通信效果极为重要。
下面简单介绍短波天线如何选型和几种常用的天线性能。
一、衡量天线性能因素天线是无线通信系统最基本部件，决定了通信系统的特性。
不同的天线有不同的辐射类型、极性、增益以及阻抗。
１．辐射类型：决定了辐射能量的分配，是天线所有特性中最重要的因素，它包括全向型和方向型。
２．极性：极性定义了天线最大辐射方向电气矢量的方向。
垂直或单极性天线（鞭天线）具有垂直极性，水平天线具有水平极性。
３．增益：天线的增益是天线的基本属性，可以衡量天线的优劣。
增益是指定方向上的最大辐射强度与天线最大辐射强度的比值，通常使用半波双极天线作为参考天线，其它类型天线最大方向上的辐射强度可以与参考天线进行比较，得出天线增益。
一般高增益天线的带宽较窄。
４．阻抗和驻波比（ＶＳＷＲ）：天线系统的输入阻抗直接影响天线发射效率。
当驻波比（ＶＳＷＲ）１：１时没有反射波，电压反射比为１。
当ＶＳＷＲ大于１时，反射功率也随之增加。
发射天线给出的驻波比值是最大允许值。
例如：ＶＳＷＲ为２：１时意味着，反射功率消耗总发射功率的１１％，信号损失０．５ｄＢ。
ＶＳＷＲ为１．５：１时，损失４％功率，信号降低０．１８ｄＢ。
二、几种常用的短波天线１．八木天线（ＹａｇｉＡｎｔｅｎｎａ）八木天线在短波通信中通常用于大于６ＭＨｚ以上频段，八木天线在理想情况下增益可达到１９ｄＢ，八木天线应用于窄带和高增益短波通信，可架设安装在铁塔上具有很强的方向性。
在一个铁塔上可同时架设几个八木天线，八木天线的主要优点是价格便宜。
２．对数周期天线（ＬｏｇＰｅｒｉｏｄｉｃＡｎｔｅｎｎａ）对数周期天线价格昂贵，但可以使用在多种频率和仰角上。
对数周期天线适合于中、短波通信，利用天波信号，效率高，接近于发射期望值。
与其它高增益天线相比，对数周期天线方向性更强，对无用方向信号的衰减更大。
３．长线天线（Ｌｏｎｇ－ＷｉｒｅＡｎｔｅｎｎａｓ）长线天线优点是结构简单，价格低，增益适中。
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。
天线设计中的基础知识
天线设计中的基础知识无线通信在现代社会中已经成为了不可或缺的一部分，而天线则是无线通信的核心技术。
天线设计的好坏直接影响着无线通信的质量和稳定性。
本文将介绍天线设计中的基础知识。
一、天线的类型天线的类型很多，不同的天线适用于不同的场合和需求。
根据天线的结构和原理，可以将天线分为以下几类。
1.偶极子天线：偶极子天线是最常见的一种天线，它主要用于无线电通信中，广泛应用于电视天线、拉杆天线等。
2.单极天线：单极天线和偶极子天线极为相似，也称为垂直天线，通常用于低频通信。
3.反射天线：反射天线是一种折射天线，在无线电通信网络中广泛应用，最常见的形式是发射塔、电视塔等类型。
4.全向天线：全向天线适用于需要进行全方位通信的场合，比如无线通信基站。
5.定向天线：定向天线是一种方向性天线，能够集中把无线信号发射到某一方向上，适用于需要进行定向通信的场合。
二、天线的性能指标在天线设计中，要考虑的因素较多，其主要性能指标包括以下几点。
1.增益：天线增益是指天线在某个方向上的信号强度与无指向性原点的同一方向上的信号强度之比。
增益值越大，这个方向上的信号捕捉效果就越好。
2.方向性：天线的方向性指天线在某一个方向上集中发射或接收信号的能力。
3.波束宽度：波束宽度是指天线集中发射或接收信号的范围大小，一般用立体角表示。
波束宽度越小，天线方向性越强。
4.驻波比：当天线在工作频段内的传输中遇到其它阻抗时，会引起信号的反射和干扰，这个指标就是反射能量和传输能量之间的比值，通常用于评价天线性能的优劣。
三、天线设计流程天线的设计流程一般包括如下几个步骤。
1. 定义问题：明确天线设计的应用需求及要达成的目标，进行参数筛选和定义。
2. 选取天线类型：根据实际情况选取合适的天线类型。
3. 设计实现：根据天线类型的特点及要求，进行天线设计。
根据需求制定天线的结构参数以及驱动功率、频率范围和增益等指标，以及阻抗、匹配网络等。
4. 仿真模拟：使用仿真软件模拟天线性能，优化天线设计。
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。
天线的种类及选型
1.天线的基本原理天线是将传输线中的电磁能转化成自由空间的电磁波，或将空间电磁波转化成传输线中的电磁能的专用设备。
在移动网络通信中从基站天线到用户手机天线，或从用户手机天线到基站天线的无线连接，它的运行质量在整个网络运行质量中所占的位置是十分明显的。
因此，网络优化也就自然与天线密切相关。
在无线通信系统中，天线是收发信机与外界传播介质之间的接口。
同一副天线既可以辐射乂可以接收无线电波：发射时，把高频电流转换为电磁波；接收时把电磁波转换为高频电流。
在选择基站天线时，需要考虑其电气和机械性能。
电气性能主要包括：工作频段、增益、极化方式、波瓣宽度、预置倾角、下倾方式、下倾角调整范围、前后抑制比、副瓣抑制、零点填充、回波损耗、功率容量、阻抗、三阶互调等。
机械性能主要包括：尺寸、重量、天线输入接口、风载荷等。
基站所用天线类型按辐射方向来分主要有：全向天线、定向天线。
按极化方式来区分主要有：垂直极化天线（也叫单极化天线）、交义极化天线（也叫双极化天线）。
上述两种极化方式都为线极化方式。
圆极化和椭圆极化天线一般不采用。
按外形来区分主要有：鞭状天线、平板天线、帽形天线等。
在继续论述天线相关理论之前必须首先介绍各向同性（Isotropic ）天线。
各向同性天线是一种理论模型，实际中并不存在，它把天线假设为一个辐射点源，能量以该点为中心以电磁场的形式向四周均匀辐射，为一球面波。
另外全向天线并不是没有方向性，它只是在水平方向为全向，但在垂直方向是有方向性的。
它与各向同性天线是两个不同的概念。
半波振子是基站主用天线的基本单元，半波振子的优点是能量转换效率rli o为了便于介绍，先从天线的几个基本特性谈起。
（见下图）(■天线的指标举例一—一基站天馈系统示意图1.1天线的基本特性1.1.1天线辐射的方向图天线辐射的电磁场在固定距离上随角坐标分布的图形，称为方向图。
用辐射场强表示的称为场强方向图，用功率密度表示的称之功率方向图，用相位表示的称为相位方向图。
天线知识培训
天线知识培训一、天线基本原理天线是无线通信系统中的重要组成部分，负责将电磁波传输和接收。
天线能够将电流元转换为电磁波，或者将电磁波转换为电流元。
其基本原理基于电磁波的传播和辐射。
二、天线类型与用途1. 按照工作频段：可分为超长波、长波、中波、短波、超短波以及微波等类型。
2. 按照方向性：可分为全向和定向天线。
3. 按照增益：可分为无源和有源天线。
4. 按照结构：可分为线天线和面天线。
不同类型的天线有不同的用途，例如长波天线用于通信和导航，短波天线用于电报通信和广播，超短波天线用于电视、雷达和移动通信等。
三、天线参数与性能1. 阻抗：天线的输入阻抗应与信号源的输出阻抗相匹配，以实现最佳传输效果。
2. 方向图：表示天线接收和辐射电磁波的方向和强度。
3. 增益：表示天线辐射或接收电磁波的能力，与天线的尺寸、形状和材料有关。
4. 带宽：表示天线的工作频率范围。
5. 极化：表示电场矢量的方向，影响着天线的性能。
四、天线辐射与传播天线的辐射原理是将电磁能转化为向空间发散的电磁波，或者将空间中的电磁波转化为电流元。
电磁波在传播过程中受到各种因素的影响，如空气阻力、地面反射等，形成不同的传播模式。
五、天线材料与工艺天线的材料和工艺对其性能有着重要影响。
常用的天线材料包括铜、铝、铁等金属材料，以及塑料、陶瓷等非金属材料。
工艺方面，需要考虑天线的精度、防腐、防水等因素。
六、天线设计与优化天线的设计过程需要考虑诸多因素，如阻抗匹配、增益、方向图、极化等。
现代计算机辅助设计软件的应用使得天线的优化设计成为可能，通过对天线结构、尺寸和材料等因素的调整，可以得到最佳的性能表现。
七、天线测量与调试天线的性能需要通过实际测量来评估。
测量内容包括阻抗、方向图、增益、极化等。
一旦发现性能不佳，需要进行调试，调整天线的结构、尺寸或工作参数等，以实现最佳性能。
八、天线干扰与防护天线在使用过程中可能会受到各种干扰，如其他电磁波的干扰、雷电的袭击等。
移动通信天线基本知识
移动通信天线基本知识移动通信天线是移动通信系统中的重要组成部分，它负责将信号从移动设备传输到基站或者将信号从基站传输到移动设备。
在移动通信技术的发展过程中，天线的设计成为了一个关键性的问题。
1. 天线的分类根据用途和特点，移动通信天线可以分为以下几种类型：1.1 手持终端天线手持终端天线是移动设备中的内置天线，用于接收和发送信号。
这种天线一般采用小型化设计，以适应手持设备的外形和尺寸。
常见的手持终端天线有贴片天线、PIFA天线等。
1.2 基站天线基站天线是用于在基站和移动设备之间进行信号传输的天线。
由于基站天线的高度和安装位置通常比较高，所以其设计要考虑到信号覆盖范围和天线方向性等因素。
常见的基站天线有定向天线、扇形天线等。
1.3 室内分布系统天线室内分布系统天线是用于在室内环境中传输无线信号的天线。
由于室内环境中存在多种干扰因素，这种天线一般具有较强的抗干扰能力和覆盖范围。
常见的室内分布系统天线有墙壁天线、天花板天线等。
2. 天线的性能指标移动通信天线的性能指标对于天线性能的评估和选型非常重要。
常见的天线性能指标包括以下几个方面：2.1 增益天线的增益是指在天线辐射方向上的能量密度相对于随机辐射方向上的能量密度的比值。
增益越高，天线在辐射方向上的信号能量也就越强。
2.2 方向性天线的方向性是指天线在不同方向上的信号辐射强度的差异。
方向性越窄，天线辐射的信号范围也就越窄。
方向性适中的天线可以在提高通信质量的，保证较大的覆盖范围。
2.3 阻抗匹配天线的阻抗匹配是指天线的输入端和输出端的特性阻抗与连接设备之间的匹配情况。
当天线的阻抗与设备之间的阻抗匹配不好时，会导致信号反射和损耗，降低通信质量。
3. 天线的设计原则在进行移动通信天线的设计时，需要考虑以下几个原则：3.1 天线尺寸天线的尺寸应当与移动设备或基站的外形尺寸相匹配，以便于天线的安装和布局。
尺寸的小型化设计也有助于提高设备的便携性和美观性。
天线基础知识
目录天线 (1)一、天线理论知识 (1)二、天线的选择原则 (18)三、常用天线的分类 (23)天线一、天线理论知识天线是将射频信号转化为无线信号的关键器件，其质量的优良和是否合理使用对无线通信工程的成败起到重要作用。
所以我们必须全面了解天线。
1、天线的方位图：天线辐射电磁波是有方向性的，它表示天线向一定方面辐射电磁波的能力。
反之，作为接收天线的方向性表示了它接收不同方向来的电磁波的能力。
天线方向图的定义：天线辐射的电磁场在一定距离上随空间角坐标分布的图形。
由于电磁场的矢量特征包含了幅度、相位、极化方向等信息，因此，对应有：幅度方向图、相位方向图。
而电磁场的幅度可用场强和功率密度表示，所以，幅度方向图又分为场强方向图和功率方向图。
除非特殊说明，在一般情况下，通常天线方向图指的是功率方向图，幅度以dB为单位。
根据定义，天线的方向图是三维立体图，但实际获得完整的三维方向图是非常困难的。
通常根据天线的结构特点，选择两个或多个特征面测得该平面内的二维方向图如：E面方向图：通过最大辐射方向并与电场矢量平行的平面；水平面方向图（Horizontal）：是指与地面平行的平面内的方向图；垂直面方向图（Vertical）：是指与地面垂直的平面内的方向图。
当天线为垂直极化时，H面近似为水平面，E面近似为垂直面，如果天线为水平极化则情况正好相反。
E面图和H面图只是描述了天线的功率密度的分布情况，但不能定量的反映天线的主要特征。
为了更好的描述天线的方向图，常使用半功率波束宽度、副瓣电平、前后比、第一上副瓣抑制、第一下零点填充等都是描述方向图特征的指标。
2、波瓣：零功率点波瓣宽度：主瓣最大值两边两个零辐射方向之间的夹角。
半功率点波瓣宽度：在E面或H面的等距线上，主瓣最大值两边场强等于最大场强的0.707倍（或一半功率密度）的两辐射方向之间的夹角。
副瓣电平：在E面或H面的等距线上，副瓣最大值与主瓣最大值之比，通常用dB表示。
基站天线基本知识
天线电压驻波比
由此可算出回波损耗： 功率反射系数： 电压反射系数 驻波比定义为
RL＝10lg(10/0.5)=13dB Γ2＝0.5/10＝0.05 Γ＝0.2238 VSWR＝(1+)/(1- )＝1.57
一般要求天线的驻波比小于1.5，驻 波比是越小越好，但考虑到天线制造 成本和批量生产的一致性在工程使用 中没有必要追求过小的驻波比。
无法工作。
电调天线远程控制方案
有
塔
电
电
电
电
放
调
调
调
调
天
天
天
天
远
线
线
Байду номын сангаас
线
线
程 控
驱
驱
动 器
控制电缆
动 器
驱
驱
动
动
器
器
制
可以继续
塔
塔
塔
接
解
放
放
放
6个驱动 器
决
方
馈线
案
基站端T型头
天馈避雷器
控制信号分路器
控制电缆
以太网 网管中心
远程网络管理协议
基站设备
机
房
特点：1.控制电缆和塔放连接，通过塔放内置T型头控制信号与射频信号合路 2．射频和控制信号共用一根射频电缆，省了控制电缆，但是增加了2个T 型头
方向性图特性----前后比
后向功率
前向功率
F/B = 10 log (前向功率) 一般要求 ： F/B＞ 25dB
（后向功率)
下旁瓣零点填充和上旁瓣抑制
◆ 为了减少对临近小区的干扰必须抑制上旁瓣电平，一般要求为〉15dB
天线分类和常用天线形态
天线分类和常用天线形态天线是无线通信系统中的重要组成部分，根据其分类和形态的不同，可以分为多种类型的天线。
常见的天线形态有直立天线、倾斜天线、水平天线、垂直天线、平面天线等。
一、天线分类根据天线的用途和工作频率，可以将天线分为以下几类：1.定向天线：定向天线主要用于点对点通信，其辐射方向比较集中，能够实现较远距离的通信。
常见的定向天线有方向天线、片状天线等。
2.全向天线：全向天线主要用于点对多点通信，其辐射方向较为均匀，可以实现较广范围的通信。
常见的全向天线有偶极子天线、螺旋天线等。
3.室内天线：室内天线主要用于室内信号覆盖，常见的室内天线有天线阵列、室内分布天线等，能够提供较好的信号覆盖效果。
4.室外天线：室外天线主要用于室外信号覆盖，常见的室外天线有扇形天线、扇形天线等，能够提供较广范围的信号覆盖。
二、常用天线形态根据天线的形态和结构特点，可以将天线分为以下几种常见形态：1.直立天线：直立天线是一种较为常见的天线形态，其辐射元件与地面垂直，常用于无线通信系统中。
直立天线主要用于广播、电视、移动通信等领域，具有辐射范围广、安装方便等优点。
2.倾斜天线：倾斜天线是一种倾斜安装的天线形态，其辐射元件与地面呈倾斜角度，常用于特定的通信场景。
倾斜天线主要用于山区、高楼大厦等复杂环境中，能够提供更好的信号覆盖效果。
3.水平天线：水平天线是一种水平安装的天线形态，其辐射元件与地面平行，常用于地面通信系统中。
水平天线主要用于无线局域网、无线传感器网络等领域，具有安装方便、信号传输稳定等特点。
4.垂直天线：垂直天线是一种垂直安装的天线形态，其辐射元件与地面垂直，常用于航空通信、雷达等领域。
垂直天线能够提供较好的垂直方向的信号传输效果。
5.平面天线：平面天线是一种平面结构的天线形态，常用于雷达、卫星通信等领域。
平面天线具有辐射范围广、辐射效率高等优点，在通信系统中起到重要作用。
总结：天线是无线通信系统中的重要组成部分，根据其分类和形态的不同，可以分为多种类型的天线。
天线基本知识
天线基本知识天线基本知识1天线1.1 天线的作用与地位无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线（电缆）输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。
电磁波到达接收地点后，由天线接下来（仅仅接收很小很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接收机。
可见，天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备，没有天线也就没有无线电通信。
天线品种繁多，以供不同频率、不同用途、不同场合、不同要求等不同情况下使用。
对于众多品种的天线，进行适当的分类是必要的：按用途分类，可分为通信天线、电视天线、雷达天线等；按工作频段分类，可分为短波天线、超短波天线、微波天线等；按方向性分类，可分为全向天线、定向天线等；按外形分类，可分为线状天线、面状天线等；* 电磁波的辐射导线上有交变电流流动时，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。
如图1.1 a 所示，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，如图1.1 b 所示，电场就散播在周围空间，因而辐射增强。
必须指出，当导线的长度L 远小于波长λ 时，辐射很微弱；导线的长度L 增大到可与波长相比拟时，导线上的电流将大大增加，因而就能形成较强的辐射。
1.2 对称振子对称振子是一种经典的、迄今为止使用最广泛的天线，单个半波对称振子可简单地单独立地使用或用作为抛物面天线的馈源，也可采用多个半波对称振子组成天线阵。
两臂长度相等的振子叫做对称振子。
每臂长度为四分之一波长、全长为二分之一波长的振子，称半波对称振子, 见图1.2 a 。
另外，还有一种异型半波对称振子，可看成是将全波对称振子折合成一个窄长的矩形框，并把全波对称振子的两个端点相叠，这个窄长的矩形框称为折合振子，注意，折合振子的长度也是为二分之一波长，故称为半波折合振子, 见图1.2 b 。
1.3 天线方向性的讨论天线方向性发射天线的基本功能之一是把从馈线取得的能量向周围空间辐射出去，基本功能之二是把大部分能量朝所需的方向辐射。
天线选型原则
天线选型原则1.1.密集城区基站选型应用环境特点：基站分布较密，要求单基站覆盖范围小，希望尽量减少越区覆盖的现象，减少基站之间的干扰，提高频率复用率。
天线选用原则：极化方式选择：由于市区基站站址选择困难，天线安装空间受限，建议选用双极化天线；方向图的选择：在市区主要考虑提高频率复用度，因此一般选用定向天线；半功率波束宽度的选择：为了能更好地控制小区的覆盖范围来抑制干扰，市区天线水平半功率波束宽度选60~65°；天线增益的选择：由于市区基站一般不要求大范围的覆盖距离，因此建议选用中等增益的天线。
建议市区天线增益选用15-18dBi增益的天线。
若市区内用作补盲的微蜂窝天线增益可选择更低的天线；下倾方式的选择：由于市区的天线倾角调整相对频繁，且有的天线需要设置较大的倾角，而机械下倾不利于干扰控制，所以建议选用预置固定角度倾角天线或可调电下倾天线。
1.2.郊区基站选型应用环境特点：基站分布稀疏，话务量较小，要求广覆盖。
有的地方周围只有一个基站，覆盖成为最为关注的对象，这时应结合基站周围需覆盖的区域来考虑天线的选型。
天线选用原则：方向图选择：一般情况下，应当采用水平面半功率波束宽度为65°、90°或者更宽水平波束宽度的定向天线；天线增益的选择：视覆盖要求选择天线增益，建议在郊区农村地区选择较高增益（17-20dBi）的定向天线或9－12dBi的全向天线；下倾方式的选择：在郊区农村地区对天线的下倾调整不多，其下倾角的调整范围及特性要求不高，建议选用机械下倾天线；同时，天线挂高在50米以上且近端有覆盖要求时，可以优先选用零点填充的天线来避免塔下黑问题1.3.公路覆盖基站天线选择应用环境特点：该环境下话务量低、用户高速移动、此时重点解决的是覆盖问题。
一般来说它要实现的是带状覆盖，故公路的覆盖多采用双向小区；在穿过城镇，旅游点的地区也综合采用全向小区；再就是强调广覆盖，要结合站址及站型的选择来决定采用的天线类型。
天线基本原理及一般选型原则
G (dB i)1l0og27000 20.5E 20.5H
八. 关于传输线的几个基本概念
连接天线和发射（或接收）机输出（或输入）端的导线称 为传输线或馈线。传输线的主要任务是有效地传输信号能量。
因此它应能将天线接收的信号以最小的损耗传送到接收机输 入端，或将发射机发出的信号以最小的损耗传送到发射天线的输 入端，同时它本身不应拾取或产生杂散干扰信号。这样，就要求 传输线必须屏蔽或平衡。
3. 前后比
方向图中，前后瓣最大电平之比称为前后比。它大，天线 定向接收性能就好。基本半波振子天线的前后比为１，所以对来 自振子前后的相同信号电波具有相同的接收能力。
后向功率
前向功率
以dB表示的前后比 = 10 log
(前向功率) (反向功率)
典型值为 25dB 左右
目的是有一个尽可能小的反向功率
有几种不同的定义： 一种是指天线增益下降三分贝时的频带宽度； 一种是指在规定的驻波比下天线的工作频带宽度。
在移动通信系统中是按后一种定义的，具体的说， 就是当天线的输入驻波比≤1.5时，天线的工作带宽。
半波振子上的场分布
当天线的工作波长不是最佳时天线性能要下降 在天线工作频带内,天线性能下降不多,仍然是可以接受的。
4. 波束宽度
在方向图中通常都有两个瓣或多个瓣，其中最大的瓣称为主瓣 ，其余的瓣称为副瓣。主瓣两半功率点间的夹角定义为天线方向图 的波瓣宽度。称为半功率（角）瓣宽。主瓣瓣宽越窄，则方向性越 好，抗干扰能力越强。3dB Nhomakorabea波束宽度
方位即水平面方向图
- 3dB点
60° (eg)
峰值
- 3dB点
Peak - 3dB
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3dB Beamwidth Peak - 3dB
65° (eg)
Peak
Peak - 3dB
水平波瓣3dB宽度
定向天线： 65°/90°/105°/120 ° 全向天线： 360°
从上往下看方向图
垂直波瓣3dB宽度
定向天线 全向天线
从前往后看方向图
水平波瓣宽度和垂直波瓣宽度
• 天线辐射的大部分能量都集中在波瓣宽度内，波瓣宽度的大小反映了 天线的辐射集中程度。 • 全向天线的水平波瓣宽度为360，定向天线的水平波瓣宽度有25 、 65、90、105、120、180等，常用65、90； • 天线的垂直波瓣宽度一般在3～80之间，基站采用较多的是5～18 的天线。
增益
全向辐射器
理想点源（无损耗均匀辐射）
2.15dB
eg:
0dBd = 2.15dBi
• 常用单位：dBd 和 dBi
理想半波振子 – dBi：表示天线在最大辐射方向场强相对于全 向辐射器的参考值。 – dBd: 表示天线在最大辐射方向场强相对于半 波振子的参考值 – 两者有一个固定的差值：dBi=dBd+2.15
振子
交变电流
振子
天线基础－半波振子(Dipoles)
对称振子：两臂长度相等的振子叫做对称振子。 半波对称振子：每臂长度为四分之一波长，全长为二分之一波长的振子， 称半波对称振子。 对称振子是一种经典的、迄今为止使用最广泛的天线，单个半波对 称振子可简单地、单独立地使用，也可采用多个半波对称振子组成天线 阵列。
– S111基站：一般选用水平波 瓣宽度为65，垂直波瓣宽度 为7～10的天线，天线增益 在15～18dBi之间 – S110或定向单扇区基站：可 以选用水平波瓣宽度为65、 90甚至更宽的天线，根据覆 盖需求选用；垂直波瓣及增 益选择同S111站型 – 全向基站：选用增益较小、 带电子下倾的天线
•
极化分集（水平极化和垂直极化各自收发信号）
–每个载频的每个扇区使用一个45°双极化天线就可以完成分集接收，两个相 互垂直的45°极化是正交极化，有较好的分集接收能力。
方向图（Pattern）
发射天线的基本功能之一是把从馈线取得的能量向周围空间辐 射出去，基本功能之二是把大部分能量朝所需的方向辐射。 但实际 中的天线辐射图都比较复杂，称之为天线方向图。
工作频段(Frequency Range)
天线的工作频段必须与所设计系统的频段相对应，从降低带 外干扰信号的角度考虑，所选天线的带宽刚好满足频带要求 即可。
中国电信800MHz的CDMA占用的带宽： 反向链路带宽：825MHz——835MHz； 前向链路带宽：870MHz——880MHz
输入阻抗(Impedance)
dBm能很容易表示一个很大的数
1W
10W
10^3mW
10^4mW
30dBm
40dBm
100W
1000W 10^nW
10^5mW
10^6mW 10^(n+3)mW
50dBm
60dBm (30+10*n)dBm=10*(n+3)dBm
dBm dB dBd dBi
dBm能很容易表示一个很小的数 1W 0.1W 0.01W 0.001W 0.0001W 10^3mW 100mW 10mW 1mW 0.1mW 30dBm 20dBm 10dBm 0dBm (-10)dBm (-20)dBm
天线分集方式
常用的天线分集方式主要有 空间分集、极化分集、时间分集 、
频率分集等多种方式 。
• 空间分集（两个以上的天线收发信号）
当两个接收天线间隔一定距离，就可接收到具有不同衰落包络的同一个信 号，这两个信号的相关系数小于0.7 ，就可满足分集接收要求。 空间分集对天线安装提出了要求： –D>10λ h/D≤11 –h是天线高度，D是天线间隔，λ 是电磁波的波长 –空间分集天线仅采用在水平方向的间隔。
天线电气性能参数
Blah bl ah blah bl ah
• • • • • •
半波振子 工作频段 电压驻波比 极化方式 增益 方向图
• • • • • • •
波束宽度 下倾角 方位角 前后比 输入阻抗 波瓣抑制和零点填充 天线口隔离
天线原理—振子
• 导线载有交变电流时，就可以形成电磁波的辐射，辐射的能力与导 线的长短和形状有关. 当导线的长度与波长相比拟时，导线上的电 流就大大增加，因而就能形成较强的辐射。通常将能够产生显著辐 射的直导线称为振子。 • 振子的角度与电磁波辐射能力的关系
• 天线的增益、水平波瓣宽度和垂直波瓣宽度密切相关，一般来说，天 线的波瓣宽度越小，其增益越大，在确定这三个参数时，需一起考虑
• 方向图中主瓣越窄，副瓣越小，增益越高
水平和垂直波瓣宽度的选取原则
• 对不同传播环境、不同地形地貌，天线的水平波瓣宽度、垂直波瓣 宽度一般可遵循下面的原则选取：
水平波瓣宽度
dBw
0.00001W 0.01mW 10^(-n)mW
-10*n dBm
结论：10^(m) mW=10*m dBm
dBm dB dBd dBi
dBm与W之间的对应关系 1W 30dBm
dBw
功率侧加倍，dBm侧加3dBm
2W
4W
33dBm
36dBm
功率侧减1倍，dBm侧减3dBm
24dBm = 0.25W 21dBm = 0.125W
Horizontal
- 45degree slant
单极化
极化方式 (Polarization)
V/H (Vertical/Horizontal)
Slant (+/- 45°)
双极化
极化方式 (Polarization)
单极化天线多采用垂直极化
双极化天线多采用45双极化
天线极化方式的选取原则
• 50
Antenna Cable 50 ohms 50 ohms
输入阻抗(Impedance)
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50Ω。
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。
天线极化 (Polarization)
• 无线电波的极化：无线电波在空间传播时，其周围形成的场是按一 定的规律而变化的，这种现象称为无线电波的极化。 • 无线电波的电场方向称为电波的极化方向。
Vertical + 45degree slant
天线基本知识及天线选型
学习目标 • 学习完此课程，您将会： –了解半波振子天线 –了解增益、方向图、下倾角、电压驻波比等 天线的电气性能参数 –了解天线尺寸、天线抱杆等天线的机械性能 参数 –了解天线的选型
课程内容
• 天线简介 • 基站天馈系统的结构 • 天线电气性能参数及选型 • 天线机械参数及选型 • 室内分布系统天线及选型
了解
回波损耗(Return Loss)
Forward: 10W
50 ohms
Backward: 0.5W
80 ohms
9.5 W
回波损耗Return Loss： 10log(10/0.5) = 13dB
驻波比VSWR (Voltage Standing Wave Ratio)
电压驻波比 电压驻波比: (VSWR)
定向天线
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。
波束宽度（Beamwidth 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。 波瓣宽度：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。 （ 还有一种是辐射强度减低10dB 的天线） 分为水平波瓣宽度和垂直波瓣宽度
对基站数目较多、覆盖半径 较小、话务分布较大的区域， 水平波瓣宽度应选得小一点。 对覆盖半径较大，话务分布 较少的区域，水平波瓣宽度 应选得大一些。
垂直波瓣宽度
对地形平坦，建筑物稀疏， 平均高度较低的区域，垂直
波瓣宽度可选得小一点。
对地形复杂、落差大的区域， 垂直波瓣宽度可选得大一些。
水平和垂直波瓣宽度的选择建议1 • 城区
课程内容
• 简介
• 基站天馈系统结构
• 天线电气性能参数介绍及选型
• 天线机械参数介绍及选型
• 室内分布系统的天线选型 • 美化天线介绍
基站天馈系统结构
天线
1/2 跳线
1/2 跳线 避雷器
7/8 主馈线
BTS设备 机柜
基站天馈系统结构
课程内容
• 简介 • 基站天馈系统结构 • 天线电气性能参数及选型 • 天线机械参数及选型 • 室内分布系统的天线选型 • 美化天线介绍
Wavelength 1/4 Wavelength 1/2 Wavelength 1/4 Wavelength 1/2 Wavelength Dipole
1900MHz ：166mm 800MHz ：375mm
半波振子 (Dipoles)
1Байду номын сангаас dipole