天线基本原理及一般选型原则,特种天线简介

天线基本

移动基站天线有关概念及选型原则

技

术

交

流

主讲：海天研究院 姚中兴 教授 2003年5月

天线基本

一.无线通信组网中天线的作用什么是天线? 什么是天线? 把从导线上传下来的电信号做为无线电波发射到空间 把从导线上传下来的电信号做为无线电波发射到空间…... 收集无线电波并产生电信号

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天线的作用将传输线中的高频电磁能 转成为 自由空间的电磁波， 自由空间的电磁波，或反之将自由空 间中的电磁波转化为传输线中的高频 电磁能。因此， 电磁能。因此，要了解天线的特性就 必然需要了解自由空间中的电磁波及 高频传输线的一些相关的知识。 高频传输线的一些相关的知识。

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二.天线辐射电磁波的基本原理 天线辐射电磁波的基本原理导线载有交变电流时，就可以形成电磁波的辐射， 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. 辐射的能力与导线的长短和形状有关.如由于两导线的距离很且两导线所产生的感应电动势几乎可以抵消，因而辐射很微弱。 近，且两导线所产生的感应电动势几乎可以抵消，因而辐射很微弱。如果将 两导线张开，这时由于两导线的电流方向相同， 两导线张开，这时由于两导线的电流方向相同，由两导线所产生的感应电动 势方向相同，因而辐射较强。 远小于波长时， 势方向相同，因而辐射较强。当导线的长度 L远小于波长时，导线的电流很 辐射很微弱. 小，辐射很微弱.

当导线的长度增大到可与波长相比拟时， 当导线的长度增大到可与波长相比拟时 ， 导线上的电流 就大大增加，因而就能形成较强的辐射。 就大大增加，因而就能形成较强的辐射。通常将上述能产生显著 辐射的直导线称为振子。 辐射的直导线称为振子。

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天线可视为一个四端网络

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同轴线变化为天线

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对称振子两臂长度相等的振子叫做对称振子。 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。全长与波长相等的振子，称为全波对称振子。 波长。全长与波长相等的振子，称为全波对称振子。将振子折合 起来的，称为折合振子。 起来的，称为折合振子。

波长 1/4波长 波长 1/2波长 波长 1/4波长 波长 1/2波长 波长 一个1/2波长的对称振子 一个 波长的对称振子 在 800MHz 约 200mm长 长 400MHz 约 400mm 长 振子

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三.天线的工作频率范围(带宽) 天线的工作频率范围(带宽)无论是发射天线还是接收天线， 无论是发射天线还是接收天线，它们总是在一定的 频率范围内工作的，通常， 频率范围内工作的，通常，工作在中心频率时天线所能 输送的功率最大，偏离中心频率时

它所输送的功率都将 输送的功率最大， 减小，据此可定义天线的频率带宽。 减小，据此可定义天线的频率带宽。 有几种不同的定义： 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。 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， 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≤ 天线的工作带宽。 就是当天线的输入驻波比≤1.5时，天线的工作带宽。

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半波振子上的场分布

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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 在天线工作频带内 天线性能下降不多,仍然是可以接受的。 天线性能下降不多 仍然是可以接受的。

在 850MHz 1/2 波长振子 最佳

在 820 MHz

在 890 MHz 天线振子

在 820 MHz 1/2 波长 为~ 180mm, 在890 MHz 为~ 170mm 175mm对~ 850MHz 将是最佳的 对 该天线的频带宽度 = 890 - 820 = 70MHz

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四.1.

自由空间中的电磁波

无线电波

什么叫无线电波？无线电波是一种能量传输形式， 什么叫无线电波？无线电波是一种能量传输形式， 在传播过程中，电场和磁场在空间是相互垂直的， 在传播过程中，电场和磁场在空间是相互垂直的，同时 这两者又都垂直于传播方向。 这两者又都垂直于传播方向。

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无线电波有点象一个池塘上的波纹，在传播时波会减弱。 无线电波有点象一个池塘上的波纹，在传播时波会减弱。 有点象一个池塘上的波纹 无线电波和光波一样， 它的传播速度和传播媒质有关。 无线电波和光波一样 ， 它的传播速度和传播媒质有关 。 无线电波在真空中的传播速度等于光速。 我们用C= C=30 无线电波在真空中的传播速度等于光速 。 我们用 C= 30 0000公里 秒表示。在媒质中的传播速度为：Vε`= 公里/ :Vε` 0000公里/秒表示。在媒质中的传播速度为：Vε`= /√ε,式中ε为传播媒质的相对介电常数。 C/√ε,式中ε为传播媒质的相对介电常数。空气的相对 介电常数与真空的相对介电常数很接近，略大于1 介电常数与真空的相对介电常数很接近，略大于1。 因此，无线电波在空 气中的传播速 …… 此处隐藏：2165字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……