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天线增益报告 天线报告 天线综述 学院系级电子 班 一、前言 无线通信系统中，与外界传播媒介接口是天线系统。天线辐射和接收无线电波：发射时，把高频电流转换为电磁波；接收时把电磁波转换为高频电流。天线的型号、增益、方向图、驱动天线功率、简单或复杂的天线配置和天线极化等都影响系统的性能。 现在天线已随处可见，它已与我们的日常生活密切相关。例如，收听无线电播的收音机需要天线，电视机需要天线，手机也需要天线。在一些建筑物、汽车、轮船、飞机上等都可以看见各种形式的天线。收音机、电视机使用的天线一般是接收天线，广播电视台的天线则为发射天线。而手机天线则收发共用，但须经过移动通信基站天线转收和转发。 二、主要内容 1、天线增益 增益是天线系统的最重要参数之一，天线增益的定义与全向天线或半波振子天线有关。全向辐射器是假设在所有方向上都辐射等功率的辐射器，在某一方向的天线增益是该方向上的场强。定向辐射器在该方向产生辐射强度之比，见图1。 图1 增益比较 dBi 表示天线增益是方向天线相对于全向辐射器的参考值，dBd是相对于半波振子天线参考值。 2、方向图 天线的辐射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。天线方向图是空间立体图形，但是通常应用的是两个互相垂直的主平面内的方向图，称为平面方向图。在线性天线中，由于地面影响较大，都采用垂直面和水平面作为主平面。在面型天线中，则采用E平面和H平面作为两个主平面。归一化方向图取最大值为一。在方向图中，包含所需最大辐射方向的辐射波瓣叫天线主波瓣，也称天线波束。主瓣之外的波瓣叫副瓣或 旁瓣或边瓣，与主瓣相反方向上的旁瓣叫后瓣。 图2：全向天线水平波瓣和垂直波图，其天线外为圆柱型； 图3 ：定向天线水平波瓣和垂直波瓣图，其天线外形为板状。 图2 全向天线波瓣示意图 图3 定向天线 波瓣示意图 通常会用到天线方向图的以下一些参数： （1） 主瓣宽度，指主瓣最大辐射方向两侧的两个半功率点的矢径之间的夹角，记为θ0.5主瓣宽度越小，说明天线辐射的电磁能量越集中，定向性越好。 （2）副瓣电平，指副瓣最大辐射方向上的功率密度和主瓣最大辐射方向上的功率密度之比。 （3） 前后向抑制比，后瓣最大辐射方向上的功率密度主瓣最大辐射方向上的功率密度之比。 3、极化 极化是描述电磁波场强矢量空间指向的一个辐射特性，当没有特别说明时，通常以电场 矢量的空间指向作为电磁波的极化方向，而且是指在该天线的最大辐射方向上的电场矢量来说的。电场矢量在空间的取向在任何时间都保持不变的电磁波叫直线极化波，有时以地面作参考，将电场矢量方向与地面平行的波叫水平极化波，与地面垂直的波叫垂直极化波。由于水平极化波和入射面垂直，故又称正交极化波；垂直极化波的电场矢量与入射平面平行，称之平行极化波。电场矢量和传播方向构成平面叫极化平面。电场矢量在空间的取向有的时候并不固定，电场失量端点描绘的轨迹是圆，称圆极化波；若轨迹是椭圆，称之为椭圆极化波，椭圆极化波和圆极化波都有旋相性。不论圆极化波或椭圆极化波，都可由两个互相垂直线性极化波合成。若大小相等合成圆极化波，不相等则合成椭圆极化波。天线可能会在非预定的极化上辐射不需要的能量。这种不需要的能量称为交叉极化辐射分量。对线极化天线而言，交叉极化和预定的极化方向垂直。对于圆极化天线，交叉极化与预订极化的旋向相反。所以交叉极化称正交极化。 4、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。 5、天线的种类 天线按方向性划分有定向天线和全向天线；按极化形式分有单极化和双极化天线。在不同场合、不同地形、不同用户分布等情况时应采用不同的天线形式。天线的种类（型号）很多，目前基站天线的主要种类如下： （1）全向中增益（8-9dBi）、高增益（大于9dBi）普通天线（无零点填充、无 赋形技术） （2）全向中增益（8-9dBi）、高增益（大于9dBi）赋形天线（零点填充） （3）全向高增益（大于9dBi）普通波束下倾天线（无零点填充，2°-6°） （4）全向高增益（大于9dBi）赋形波束下倾天线（零点填充5%-25%、下倾 1.25°-6°） （5）水平面半功率波束宽度65°定向中（13-16dBi）、高增益（大于16dBi） 普通天线 （6）水平面半功率波束宽度90°定向中（12-15dBi）、高增益（大于15dBi） 普通天线 （7）水平面半功率波束宽度65°定向中（13-16d