天线参数的物理意义

天线参数的物理意义

1方向性系数D：反应了天线集中辐射能量的特性。由于天线具有方向性，所以最大方向的辐射功率密度为均匀辐射时的若干倍数；或者说与无方向性天线相比，采用有方向性天线就等于把天线的辐射功率提高D倍。

2增益G：描述天线把输入功率集中辐射的程度，即最大辐射方向上的辐射效果。为了在观察点有相等的辐射功率密度，无方向性天线的输入功率应是有方向性天线输入功率的G倍。因此使用高增益天线可以在维持输入功率不变的条件下，增大有效辐射功率。dBi是以理想的点源天线作为参考的增益。

dBd是以对称阵子作为参考的增益。对0dBd=2.15dBi.

3天线效率：表示了天线在能量上的转换效能。即有百分之几的高频电流的输入有功功率转变成了辐射出去的电磁波能量。

4电压驻波比VSWR：用来表示天线和电波发射机是否匹配。定义：传输线上电压振幅最大值与最小值之比。如果 VSWR 的值等于1，则表示发射传输给天线的电波没有任何反射，全部发射出去，这是最理想的情况。如果VSWR 值大于1，则表示有一部分电波被反射回来，最终变成热量，使得馈线升温。被反射的电波在发射台输出口也可产生相当高的电压，有可能损坏发射台。关于VSWR，目前业界的统一标准是：VSWR<1.3的馈线属于良好，1.31.5属于较差，VSWR>3.0属于非常坏。

5回波损耗(Return Loss)：是衡量天线馈电系统质量好坏的参数之一。定义：反射波与入射波功率之比。在系统工作过程中，发射波通过系统向外传播，但由于接头质量等原因发生反射波，如果反射波两次反射，就形成了回波，它会干扰入射波。Return loss=10lg （P入/P反）。

6反射系数：反射波与入射波幅度之比。与驻波比和回波损耗一样都是描述匹配状态的概念。

7特性阻抗：传输线上入射波电压与入射波电流之比。天线的特性阻抗与天线的结构、尺寸以及工作波长有关，当天线完成后，其阻抗已经决定，同样馈线也有阻抗，馈线的阻抗是指传输线上各处的电压与电流的比值。研究阻抗的目的，是为了测试馈线与天线是否匹配，即，当天线与馈线的特性阻抗相等时，我们称它们互相匹配，反之，我们称它们为不匹配。不匹配时，负载只能吸收馈电线上传输的高频部分，而不能全部吸收，未被吸收的能量将反射回去形成反射波。

8散射参数：S11是端口2匹配端口1的反射系数。S12是端口1匹配，没有反射时，端口2到1的传输系数。Sii是匹配反射系数，表示所有端口，除了第i个端口都匹配时第i个端口的反射系数。Sij表示端口i匹配时，j端口到i端口的传输系数。

9波瓣宽度：反映了天线的辐射集中程度。半功率角：辐射强度降低3dB（功率密度降低一半）时，两侧功率点的夹角简称为该功率的波瓣角。

说明：波瓣宽度越窄，方向性越好，作用距离越远，抗干扰能力越强。其中水平平面的波瓣角越大,在扇区交界处的覆盖越好，但当提高天线倾角时，也越容易发生波束畸变,形成越区

覆盖。角度越小，在扇区交界处覆盖越差。提高天线倾角可以在一定程度上改善扇区交界处的覆盖，而且相对而言，不容易产生对其他小区的越区覆盖。在市中心基站由于站距小，天线倾角大，应当采用水平平面的半功率角小的天线，郊区选用水平平面的波瓣角大的天线，常见的水平波瓣角有45°,60°,90°等。垂直平面的波瓣角定义了天线垂直平面的波束宽度。垂直平面的半功率角越小，偏离主波束方向时信号衰减越快，越容易通过调整天线倾角准确控制覆盖范围。常见的垂直波瓣角有48°, 33°,15°,8°。

天线增益和水平及垂直波瓣宽度密切相关，一般，天线的波瓣宽度越小，增益越大，三个参数需要综合考虑。

10前后比：前后主瓣的功率之比。F/B=10lg(前向功率/后向功率)。前后比越大，天线的后向辐射越小。典型值为（18 ～ 30）dB，特殊情况下则要求达（35 ～ 40）dB。

11极化形成：天线向周围空间辐射电磁波，电磁波由电场和磁场构成。人们规定：电场的方向就是天线极化方向。天线有四种基本的单极化方式：垂直极化和水平极化、+45°极化与 -45°极化。单极化多采用垂直极化，而双极化多采用±45°极化。