【正文】 一章 無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí) 極化損失 當(dāng)來(lái)波的極化方向與接收天線的極化方向不一致時(shí)，在接收過(guò)程中通常都要產(chǎn)生極化損失，例如：當(dāng)用圓極化天線接收任一線極化波，或用線極化天線接收任一圓極化波時(shí)，都要產(chǎn)生３分貝的極化損失，即只能接收到來(lái)波的一半能量； 當(dāng)接收天線的極化方向（例如水平或右旋圓極化）與來(lái)波的極化方向（相應(yīng)為垂直或左旋圓極化）完全正交時(shí)，接收天線也就完全接收不到來(lái)波的能量，這時(shí)稱(chēng)來(lái)波與接收天線極化是隔離的。向傳播方向看去順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的叫右旋圓極化波，反時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的叫做左旋圓極化波。 極化 E E E E 第一章 無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí) 雙極化天線 ?兩個(gè)天線為一個(gè)整體，傳輸兩個(gè)獨(dú)立的波。由上述關(guān)系式不難看出，同一頻率的無(wú)線電波在不同的媒質(zhì)中傳播時(shí)，速度是不同的，因此波長(zhǎng)也不一樣。在媒質(zhì)中的傳播速度為：Ｖ＝Ｃ /（ ε ） 1/2，式中 ε為傳播媒質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)。 課程內(nèi)容 第一章 無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí) 第二章 天線輻射電磁波的基本原理 第三章 天線傳輸線的概念介紹 第四章 基站天饋系統(tǒng) 第一章 無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí) ? 第一節(jié) 無(wú)線電波的基本知識(shí) ? 第二節(jié) 超短波的基本知識(shí) 第一章 無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí) 無(wú)線電波的基本知識(shí) 1 無(wú)線電波的概念 : 無(wú)線電波是一種能量傳輸形式，在傳播過(guò)程中，電場(chǎng)和磁場(chǎng)在空間是相互垂直的，同時(shí)這兩者又都垂直于傳播方向。電磁波到達(dá)接收地點(diǎn)后，由天線接下來(lái)（僅僅接收很小很小一部分功率），并通過(guò)饋線送到無(wú)線電接收機(jī)?？梢?jiàn)，天線是發(fā)射和接收電磁波的一個(gè)重要的無(wú)線電設(shè)備，沒(méi)有天線也就沒(méi)有無(wú)線電通信。 第一章 無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí) 無(wú)線電波和光波一樣，它的傳播速度和傳播媒質(zhì)有關(guān)。 無(wú)線電波 類(lèi)似一個(gè) 池塘上的波紋，在傳 播時(shí)波會(huì)減弱 。 波長(zhǎng) 第一章 無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí) １ .２ 無(wú)線電波的極化 無(wú)線電波在空間傳播時(shí)，其電場(chǎng)方向是按一定的規(guī)律而變化的，這種現(xiàn)象稱(chēng)為無(wú)線電波的極化。 V/H (垂直 /水平 ) 傾斜 (+/ 45176。 垂直極化波要用具有垂直極化特性的天線來(lái)接收，水平極化波要用具有水平極化特性的天線來(lái)接收。 第一章 無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí) (極化 )隔離 隔離代表饋送到一種極化的信號(hào)在另外一種極化中出現(xiàn)的比例 1000mW (即 1W) 1mW 在這種情況下的隔離為 10log(1000mW/1mW) = 30dB 第一章 無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí) ? 第一節(jié) 無(wú)線電波的基本知識(shí) ? 第二節(jié) 超短波的基本知識(shí) 第一章 無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí) 超短波的傳播 無(wú)線電波的波長(zhǎng)不同，傳播特點(diǎn)也不完全相同。簡(jiǎn)單地說(shuō)，空間波是在空間范圍內(nèi)沿直線方向傳播的波。 受地球曲率半徑的影響，極限直視距離 Rmax 和發(fā)射天線與接收天線的高度 HT 與 HR間的關(guān)系 為 ： Rmax ＝ { √HT (m) +√HR (m) } (km) R T RT RR 接收天線高 HR 發(fā)射天線高 HT 考慮到 大氣層對(duì) 電 波的折射作用， 極限 直視距離 應(yīng)修正 為 Rmax ＝ { √HT (m) +√HR (m) } (km) 由于電磁波的頻率遠(yuǎn)低于光波的頻率，電波 傳播 的 有效直視距離 Re 約為 極限直視距離 Rmax 的 70% ，即 Re = Rmax . 例如 ， HT 與 HR 分別為 49 m 和 m， 則 有效直視距離 為 Re = 24 km . 第一章 無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí) 電波的多徑傳播 電波除了直接傳播外，遇到障礙物，例如，山丘、森林、地面或樓房等高大建筑物，還會(huì)產(chǎn)生反射。 例如：鋼筋水泥建筑物對(duì)超短波、微波的反射能力比磚墻強(qiáng)。超短波的繞射能力較弱，在高大建筑物后面會(huì)形成所謂的 “ 陰影區(qū) ” 。 也就是說(shuō)，頻率越高，建筑物越高、越近，影響越大。 ? 可用式 λ ＝Ｖ /ｆ 表示。這種現(xiàn)象叫做電波的繞射。如果電波的電場(chǎng)方向與地面平行，則稱(chēng)它為水平極化波 。 課程內(nèi)容 第一章 無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí) 第二章 天線輻射電磁波的基本原理 第三章 天線傳輸線的概念介紹 第四章 基站天饋系統(tǒng) 第二章 天線輻射電磁波的基本原理 導(dǎo)線載有交變電流時(shí)，就可以形成電磁波的輻射，輻射的能力與導(dǎo)線的長(zhǎng)短和形狀有關(guān) 。 一個(gè) 1/2波長(zhǎng)的對(duì)稱(chēng)振子 在 800MHz 約 200mm長(zhǎng) 400MHz 約 400mm 長(zhǎng) 1/4波長(zhǎng) 對(duì)稱(chēng)振子 1/4波長(zhǎng) 1/2波長(zhǎng) 第二章 天線輻射電磁波的基本原理 對(duì)稱(chēng)振子上的場(chǎng)分布 第二章 天線輻射電磁波的基本原理 天線的輸入阻抗 ? 定義：天線輸入端信號(hào)電壓與信號(hào)電流之比，稱(chēng)為天線的輸入阻抗。 ? 輸入阻抗與天線的結(jié)構(gòu)、尺寸以及工作波長(zhǎng)有關(guān)，半波對(duì)稱(chēng)振子是最重要的基本天線 ，其輸入阻抗為 Z = ＋ｊ (歐 ) 。 ? 有趣的是，對(duì)于任一天線，人們總可通過(guò)天線阻抗調(diào)試，在要求的工作頻率范圍內(nèi)，使輸入阻抗的虛部很小且實(shí)部相當(dāng)接近 50 歐，從而使得天線的輸入阻抗為 Z = R = 50 歐 這是天線能與饋線處于良好的阻抗匹配所必須的。 第二章 天線輻射電磁波的基本原理 天線方向圖 第二章 天線輻射電磁波的基本原理 天線的功能 : 控制輻射能量的去向 在地平面上，為了把信號(hào)集中到所需要的地方，要求把 “面包圈” 壓成扁平的 。增益顯然與天線方向圖有密切的關(guān)系，方向圖主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。 第二章 天線輻射電磁波的基本原理 當(dāng)天線的工作波長(zhǎng)不是最佳時(shí)天線性能要下降 在天線工作頻帶內(nèi) ,天線性能下降不多 ,仍然是可以接受的 。波瓣寬度 越窄，方向性越好，作用距離越遠(yuǎn)，抗干擾能力越強(qiáng)。機(jī)械下傾 6176。 ?一個(gè)天線與對(duì)稱(chēng)振子相比較的增益、用 “dBd”表示。同時(shí)，通過(guò)課后習(xí)題的學(xué)習(xí)，可以對(duì)這部分的知識(shí)加以鞏固。 第三章 無(wú)線傳輸線的概念介紹 傳輸線的種類(lèi) ? 超短波段的傳輸線一般有兩種：平行雙線傳輸線和同軸電纜傳輸線；微波波段的傳輸線有同軸電纜傳輸線、波導(dǎo)和微帶。使用時(shí)切忌與有強(qiáng)電流的線路并行走向，也不能靠近低頻信號(hào)線路。＝ 〔 138/ε r 1/2 〕 log(D/d)歐姆。 第三章 無(wú)線傳輸線的概念介紹 ? 饋線的衰減系數(shù) 信號(hào)在饋線里傳輸，除有導(dǎo)體的電阻性損耗外，還有絕緣材料的介質(zhì)損耗。 而普通的非低耗電纜，例如， SYV9501， 900MHz 時(shí)衰減系數(shù)為 β ＝ dB / 100 m ，也可寫(xiě)成 β ＝ 3 dB / 15 m ， 也就是說(shuō)， 頻率為 900MHz 的信號(hào)功率，每經(jīng)過(guò) 15 m 長(zhǎng)的這種電纜時(shí)，功率就要少一半！ 第三章 無(wú)線傳輸線的概念介紹 匹配的概念 ? 什么叫匹配？簡(jiǎn)單地說(shuō)，饋線終端所接負(fù)載阻抗Ｚ L 等于饋線特性阻抗Ｚ 0 時(shí)，稱(chēng)為饋線終端是匹配連接的。反之，則較窄。這時(shí)，饋線上各處的電壓幅度與電流幅度都相等，饋線上任意一點(diǎn)的阻抗都等于它的特性阻抗。其它各點(diǎn)的振幅值則介于波腹與波節(jié)之間。 若信號(hào)源兩端與地之間的電壓大小相等、極性相反，就稱(chēng)為平衡信號(hào)源，否則稱(chēng)為不平衡信號(hào)源；若負(fù)載兩端與地之間的電壓大小相等、極性相反，就稱(chēng)為平衡負(fù)載，否則稱(chēng)為不平衡負(fù)載；若傳輸線兩導(dǎo)體與地之間阻抗相同，則稱(chēng)為平衡傳輸線，否則為不平衡傳輸線。時(shí)，稱(chēng)為饋線終端是匹配連接的。表示。