天线方向图是由多少数量波瓣组成,天线方向图及方向图宽度天线前后比并写出下图所示的天线的 水平
来源:整理 编辑:亚灵电子网 2023-11-16 11:54:58
1,天线方向图及方向图宽度天线前后比并写出下图所示的天线的 水平
天线方向图是度量天线各个方向收发信号能力的一个指标,通常以图形方式表示为功率强度与夹角的关系.天线方向图宽度是指天线的辐射图中低于峰值3dB处所成夹角的宽度.前后比表明了天线对后瓣抑制的好坏.图中天线的水平波辨角度应该是在30~35度左右。
2,天线方向图的特性参数
为了方便对各种天线的方向图特性进行比较,就需要规定一些特性参数。主要包括:主瓣宽度,旁瓣电平,前后比,方向系数等1.主瓣宽度:是衡量天线的最大辐射区域的尖锐程度的物理量。通常取天线方向图主瓣两个半功率点之间的宽度。2.旁瓣电平:是指离主瓣最近且电平最高的第一旁瓣的电平,一般以分贝表示。3.前后比:是指最大辐射方向(前向)电平与其相反方向(后向)电平之比,通常以分贝为单位。4.方向系数:在离天线某一距离处,天线在最大辐射方向上的辐射功率流密度与相同辐射功率的理想无方向性天线在同一距离处的辐射功率流密度之比。
3,天线方向性图的理解对否
天线的辐射电磁场在固定距离上随空间角坐标分布的图形,称为辐射方向图或辐射波瓣图,简称方向土.大多数方向图是在远区场确定的.用辐射功率密度表示的称为功率方向图;用辐射场强表示的称为场强方向图;用相位表示的称为相位方向图. 天线方向图应是三维空间的立体图,但绘制复杂,工程上常用两个相互垂直的主平面内的方向图表示.主平面的选取因问题而异. 为便于比较不同天线方向图,常采用归一化方向图.凡空间方向图最大值为1的方向图称做归一化方向图.最大值用0dB表示的称做分贝归一化方向图
4,抛物面天线方向图的解析表达式
知道方向函数,画方向图应该好画吧,偶极子为例:clearall;clc;theta=(0:pi/100:pi)+pi/100;phi=0:pi/100:2*pi;form=1:length(theta)e(m)=cos(pi*cos(theta(m))/2)/sin(theta(m));forn=1:length(phi)x(m,n)=e(m)*sin(theta(m))*cos(phi(n));y(m,n)=e(m)*sin(theta(m))*sin(phi(n));z(m,n)=e(m)*cos(theta(m));endendsurf(x,y,z);这个表达式真不好写呀,还与坐标系有关系大概写一下,你参考一下吧E面方向函数:Fe=int(0--2pi)int(0,phi0)(F(phi,xi)tan(phi/2)exp(j2kftan(phi/2)sin(theta)cos(xi)))d(phi)d(xi)H面方向函数:Fh=int(0--2pi)int(0,phi0)(F(phi,xi)tan(phi/2)exp(j2kftan(phi/2)sin(theta)sin(xi)))d(phi)d(xi)归一化方向函数F(phi,xi)与馈源有关系。建议你看看天线方面的专业书籍。
5,天线的方向性
若干个对称振子组阵,能够控制辐射,产生“扁平的面包圈” ,把信号进一步集中到在水平面方向上。下图是4个半波振子沿垂线上下排列成一个垂直四元阵时的立体方向图和垂直面方向图。也可以利用反射板可把辐射能控制到单侧方向,平面反射板放在阵列的一边构成扇形区覆盖天线。下面的水平面方向图说明了反射面的作用------反射面把功率反射到单侧方向,提高了增益。抛物反射面的使用,更能使天线的辐射,像光学中的探照灯那样,把能量集中到一个小立体角内,从而获得很高的增益。不言而喻,抛物面天线的构成包括两个基本要素:抛物反射面和放置在抛物面焦点上的辐射源。 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。参见图1.3.4 a ,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。还有一种波瓣宽度,即10dB波瓣宽度,顾名思义它是方向图中辐射强度降低 10dB (功率密度降至十分之一) 的两个点间的夹角,见图1.3.4 b。 方向图中,前后瓣最大值之比称为前后比,记为 F / B 。前后比越大,天线的后向辐射(或接收)越小。前后比F / B 的计算十分简单:F / B = 10 Lg 对天线的前后比F / B有要求时,其典型值为 (18 ~30)dB,特殊情况下则要求达(35 ~ 40)dB。 1)天线主瓣宽度越窄,增益越高。对于一般天线,可用下式估算其增益:G(dBi)= 10 Lg 式中, 2θ3dB,E 与 2θ3dB,H 分别为天线在两个主平面上的波瓣宽度;32000 是统计出来的经验数据。2)对于抛物面天线,可用下式近似计算其增益:G(dB i)=10 Lg 式中,D 为抛物面直径;λ0 为中心工作波长;4.5 是统计出来的经验数据。3)对于直立全向天线,有近似计算式G( dBi )= 10 Lg 式中,L 为天线长度;λ0 为中心工作波长; 为使主波瓣指向地面,安置时需要将天线适度下倾。
6,天线是属于什么信号
地面开路电视信号的接收主要依靠电视接收天线,早在有线电视未发展之前我们曾看到过各种各样的电视接收天线。尽管它们的外表形状千差万别,但它们的功能却是一样的,即把在周围空间里的电视信号的电磁能量转换成射频电流,并通过馈线送至电视接收机。即使是在有线电视已经全面普及的现在,在有线电视网络或闭路电视系统的前端仍然有一些开路电视天线在使用,它用来接收当地无线电视台的节目,经过适当处理后再送入有线电视系统作为节目的一部分。电视盒需要接电视闭路有线信号,能收几个台,根据你信号强度,(不建议使用天线的客户购买)信号弱的有些客户只收到10个台,也有客户信号强的能收到60个台以上,另外数字信号需要机顶盒转换成AV输出再接电视盒收看,因电视机放大信号功率要比电视盒强,所以要信号强的情况,效果是跟电视机一样的,跟你观看距离比较也有区别天线增益是指:在输入功率相等的条件下,实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。增益显然与天线方向图有密切的关系,方向图主瓣越窄,副瓣越小,增益越高。天线增益是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力,它是选择基站天线最重要的参数之一。一般来说,增益的提高主要依靠减小垂直面向辐射的波瓣宽度,而在水平面上保持全向的辐射性能。天线增益对移动通信系统的运行质量极为重要,因为它决定蜂窝边缘的信号电平。增加增益就可以在一确定方向上增大网络的覆盖范围,或者在确定范围内增大增益余量。任何蜂窝系统都是一个双向过程,增加天线的增益能同时减少双向系统增益预算余量。另外,表示天线增益的参数有dBd和dBi。DBi是相对于点源天线的增益,在各方向的辐射是均匀的;dBd相对于对称阵子天线的增益dBi=dBd+2.15。相同的条件下,增益越高,电波传播的距离越远。一般地,GSM定向基站的天线增益为18dBi,全向的为11dBi。在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统,凡是利用电磁波来传递信息的,都依靠天线来进行工作。此外,在用电磁波传送能量方面,非信号的能量辐射也需要天线。一般天线都具有可逆性,即同一副天线既可用作发射天线,也可用作接收天线。同一天线作为发射或接收的基本特性参数是相同的。这就是天线的互易定理。分类 ①按工作性质可分为发射天线和接收天线。 ②按用途可分为通信天线、广播天线、电视天线、雷达天线等。 ③按工作波长可分为超长波天线、长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线、微波天线等。 ④按结构形式和工作原理可分为线天线和面天线等。描述天线的特性参量有方向图、方向性系数、增益、输入阻抗、辐射效率、极化和频 天线按维数来分可以分成两种类型: 一维天线和二维天线 一维天线由许多电线组成,这些电线或者像手机上用到的直线,或者是一些灵巧的形状,就像出现电缆之前在电视机上使用的老兔子耳朵。单极和双级天线是两种最基本的一维天线。 二维天线变化多样,有片状(一块正方形金属)、阵列状(组织好的二维模式的一束片),还有喇叭状,碟状。 天线根据使用场合的不同可以分为: 手持台天线、车载天线、基地天线三大类。 手持台天线就是个人使用手持对讲机的天线,常见的有橡胶天线和拉杆天线两大类。 车载天线是指原设计安装在车辆上通讯天线,最常见应用最普遍的是吸盘天线。车载天线结构上也有缩短型、四分之一波长、中部加感型、八分之五波长、双二分之一波长等形式的天线。 基地台天线在整个通讯系统中具有非常关键的作用,尤其是作为通讯枢纽的通信台站。常用的基地台天线有玻璃钢高增益天线、四环阵天线(八环阵天线)、定向天线。 详情咨询: http://www.antennae.cn 天线-中华天线网
7,天线测量的主要参数
大家都知道,没有夭线也就没有无线电通信。那么,天线为什么能发射(接收)无线电波呢这需要从两根导线上的感应电流说起。当距离很近的两根导线上有交变电流流动时(见图1一25A) ,导线上的感应电流大小相等、方向相反,电场被束缚在两导线之间,线外几乎没有辐射;如果把两根导线张开(见图I一25B),一部分电场能够散播在周围空间。当导线的长度L增大到可与波长相比时,导线上的电流将大大增加,因而就能形成较强的辐射(见图1一25C)。由此可知,两根导线辐射无线电波的能力是与导线的长度和形状有关的。以上是从发射角度来讲述天线的工作原理,根据互易原理。接收天线的工作过程只不过是把发射的过程反过来罢了。在上面两根张开导线辐射无线电波例子中,两臂长度相等的振子叫对称振子。这是很经典的、迄今使用最广泛的一种天线。当每臂长度为1/4波长(全长为1/2波长)的振子.称半波对称振子。单个半波对称振子,可单独地使用,也可作为抛物面天线的馈源,还可采用多个半波对称振子组成天线阵。移动通信宏基站中常用的板状天线,其实盒子里面就是由多个半波对称振子组成的天线阵列。天线增益—是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力,它是选择基站天线最重要的参数之一。一般来说,增益的提高主要依靠减小垂直面向辐射的波瓣宽度,而在水平e799bee5baa6e4b893e5b19e31333363363463面上能保持全向的辐射性能。天线增益对移动通信系统的运行质量极为重要,因为它决定蜂窝边缘的信号电平。增加增益就可以在一确定方向上增大网络的覆盖范围,或者在确定范围内增大收信电平的富余量。表征天线增益的参数有dRd和dBia dBi是相对于点源天线的增益,在各方向的辐射是均匀的;dBd相对于对称振子天线的增益dBi = dBd千2. 15。相同的条件下,增益越高,电波传播的距离越远。一般 GSM定向基站的天线增益约为18dBi,全向的约为lldBio如何把全向天线变成定向天线,要靠改变天线结构来实现。通常采用增加反射板的办法。平面反射板放在振子的一边就构成扇形区域的覆盖天线(见图1 -26)。图中也表明了反射板的作用既能把功率反射到单侧方向.也能提高天线的增益。为了进一步改进性能,提高天线增益,反射板还可以做成抛物反射面,使天线的辐射像光学中的探照灯那样.把能量集中到一个小立体角内,从而获得更高的增益。为了提高天线的增益,通常将两个半波振子增加为4个,乃至8个。4个半波振子排成一个垂直放置的直线阵时,其增益约为8dB;一侧再加有一个反射板就构成四元式直线阵,也就是最常规的板状天线,其增益约14一17dB。同样的八元式直线阵,即加长型板状天线,其增益16一19dB。当然,加长型板状天线的长度也要增加许多,为常规板状天线的1倍,达2.4m左右(见图1一27)。方向图也是天线的一个重要参数。发射夭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;之二是把大部分能量朝所需的方向辐射。垂直放置的半波对称振子具有平放的“面包圈”形的立体方向图(见图I -28A)。立体方向图立体感强,容易理解见图I -28B与图1 -28C)。从图1一28B可以看出,在振子的轴线方向上辐射为零,最大辐射方向在水平面上;而图I一28C显示,在水平面上各个方向的辐射是一样大的。通过若干个对称振子组,产生“扁平的面包圈”,把信号进一步集中到水平面方向上,以加强对目标覆盖区域的辐射控制。由4个半波对称振子沿垂线上下排列构成一个天线振子组后,其立体方向图和垂直面方向图见图1 - 29。由此可知,设在居民小区的移动通信基站,其天线主要向水平方向发射电波,架设在楼顶上的天线是不会向下面的屋内辐射无线电波的。波瓣宽度,这是天线常用的一个很重要的参数。天线方向图中辐射强度最大的瓣称为主瓣,主瓣外侧的称为副瓣(或旁瓣)。主瓣最大辐射方向上,辐射强度降低3dB两侧点的夹角称为波瓣宽度(又称半功率角),常以图形方式表示(见图1一30A)。波瓣宽度越窄,天线的方向性越好,作用距离越远,抗千扰能力越强。天线的波瓣宽度可分水平面波瓣宽度和垂直平面波瓣宽度。天线垂直波瓣宽度一般与该天线所对应方向上的电波覆盖半径有关。通过对天线垂直度(俯仰角)在一定范围内的调节,可以达到改善小区覆盖质量的目的。垂直平面的半功率角有480, 330, 150, 8。几种。半功率角越小,信号偏离主波束方向时衰减越快,也就越容易通过调整天线倾角来准确控制扇区的覆盖范围。基站天线水平波瓣宽度有利于电波覆盖小区的交叠处理。半功率角度越大,在扇区交界处的覆盖越好。天线水平半功率角常见的有450, 600, 90”等。当提高天线垂直倾角时,水平半功率角过大,越容易发生波束畸变,形成越区覆盖;角度越小,扇区交界处覆盖就越差。一般在市中心的基站由于站距小,天线倾角大,通常多采用水平面的半功率角小的天线.在郊区则选用半功率角大的天线。
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