移动通信-天线.pptVIP

什么是天线？ 天线定义：有效辐射和接收无线电波的装置。 有无线，就有天线。 优点：终端无需拉线，可移动； 一对多； 缺点：频率资源有限 容易受到恶意干扰 无线电波 频率、波长、传播速度 频率（f）：一秒钟内重复的次数； 波长（λ）： 无线电波在空气中的传播速度约为： c=300000km/s c=f×λ，λ＝c/f 天线的一些主要指标 驻波比 方向图 增益 极化 工作频率 三阶互调 下倾角 接口形式 天线的驻波比 天线可以把得到的能量有效地辐射出去； 是不是发射机输出多少能量天线就能够得到多少能量呢？ 驻波比反映的就是天线可以从发射机得到多少功率的指标。 发射机通过馈线把功率传输给天线，馈线中产生电流和电压，不同位置的瞬间电压（电流）的大小、方向（相位）不同，形成电压（电流）波，波的传输方向为往天线方向（入射波）。 如果天线不能得到所有的能量，就有一部分能量往发射机的方向返回，在馈线中产生反射的电压（电流）波。 入射波与反射波在馈线中叠加，在入射波和反射波相位相同的地方振幅相加最大，形成波腹；而在入射波和反射波相位相反的地方振幅相减为最小，形成波节。 弦上的驻波 馈线中电压波腹点的电压值与电压波谷点的电压值之比，叫做电压驻波比（VSWR)，简称驻波比（SWR)，没有量纲。 反射功率计算公式： SWR＝1.5时候的效率为：96％ SWR＝1.3效率为98％，用户手机接收到的电平会比SWR为1.5时高出0.1dBm！ 不要过分追求完美（驻波比）！ 方向图 天线在所有的方向上都会有辐射，好的天线在需要的方向上辐射最强，不需要的方向辐射最弱； 天线的方向性常用方向图来直观表达； 天线的辐射是三维的，在工程上为了方便，常采用水平和垂直两个面的方向图来描述天线的方向性； 平面方向图有直角坐标方向图和极坐标方向图，其中极坐标方向图更加直观。 半波束宽度、前后比、副瓣电平、零点电平 方向图的测量 天线增益 与放大器的增益定义不一样； 放大器的增益：把输入信号放大n倍输出，那么增益就是n倍，或者是10log（n）dB； 天线是一种无源器件，不会把信号放大（有源天线除外）； 天线具有方向性，同样的输入功率，不同天线在同一方向辐射的强度不同（通常考察最大辐射方向） ； 为表征这种辐射差异性，指定一种天线作为参考，所有天线与之对比，这个比值就是增益； 指定的参考天线不同，比较出来的值不一样。 为了统一，通常指定两种参考天线：一种是理想的各向同性的天线（不存在的），下面称为理想参考天线；一种是规定了制作方法的半波对称振子天线。 这两种指定的参考天线比较出来的值也是不一样的，为了区别这个值是以哪种天线作为参考的，在这个值后面加上单位加以区分。 其它参考天线比较出来的值都要转化为以此两种指定天线作为参考。 增益是一种辐射强度的比值（不是加减关系）。 为了方便，行业内一般对这个比值进行下面的转换： 上面的 我们一般叫dB值，以表示这个值是经过上面的转化得到的； 如果是以理想参考天线为参考的，得到的G后面加上单位：dBi；以半波振子天线作参考的加上单位dBd。 国内用得更多的是dBi值。 增益的dBi值减去2.15就得到增益的dBd值。 增益的一些其它理解 能量守恒，加强某个方向的增益，其它方向的辐射就会减弱。 不考虑天线本身的损耗，提高增益的唯一方法：减少其它方向的辐射。 提高增益的方向图表现：波束变窄。 不考虑天线本身的损耗，两种水平65°平板天线，一种垂直波束宽为7°，一种波束宽为10°，哪种天线增益高？ 提高天线增益可以采取的措施： 增加反射板或反射器、增加引向器、增加辐射单元 提高天线的增益，天线的体积一般会增大； 同类型的天线，一般体积大的天线增益高； 水平波束宽度一定的平板天线，增益提高3dB，长度大概增大一倍； 65°18dBi的平板天线，长度大概在2.5米左右。 天线的极化 极化：设天线的辐射场E（t，r）是简谐场，在波的传播路径上的某一点作一个垂直于传播方向的平面，电场将躺在这个平面上，电场矢量随时间变化一个周期，电场矢端所描画出的轨迹定义为发射时波的极化，简称极化。 电场的方向始终在一条直线上的极化，叫线极化。 如果这条直线与地面垂直，叫垂直极化；如果直线与地面水平，叫水平极化；如果直线与地面成45°角，可以称为45°极化。 双极化天线 移动通信中的多径传播 电波除了直接传播外，遇到障碍物，例如，山丘、森林、地面或楼房等高大建筑物，还会产生反射。因此，到达接收天线的超短波不仅有直射波，还有反射波，这种现象就叫多