【正文】 一章 無線電波和超短波的基本知識 極化損失 當來波的極化方向與接收天線的極化方向不一致時，在接收過程中通常都要產(chǎn)生極化損失，例如：當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，都要產(chǎn)生３分貝的極化損失，即只能接收到來波的一半能量； 當接收天線的極化方向（例如水平或右旋圓極化）與來波的極化方向（相應為垂直或左旋圓極化）完全正交時，接收天線也就完全接收不到來波的能量，這時稱來波與接收天線極化是隔離的。向傳播方向看去順時針方向旋轉(zhuǎn)的叫右旋圓極化波，反時針方向旋轉(zhuǎn)的叫做左旋圓極化波。 極化 E E E E 第一章 無線電波和超短波的基本知識 雙極化天線 ?兩個天線為一個整體，傳輸兩個獨立的波。由上述關系式不難看出，同一頻率的無線電波在不同的媒質(zhì)中傳播時，速度是不同的，因此波長也不一樣。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)的相對介電常數(shù)。 課程內(nèi)容 第一章 無線電波和超短波的基本知識 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 無線電波和超短波的基本知識 ? 第一節(jié) 無線電波的基本知識 ? 第二節(jié) 超短波的基本知識 第一章 無線電波和超短波的基本知識 無線電波的基本知識 1 無線電波的概念 : 無線電波是一種能量傳輸形式，在傳播過程中，電場和磁場在空間是相互垂直的，同時這兩者又都垂直于傳播方向。電磁波到達接收地點后，由天線接下來（僅僅接收很小很小一部分功率），并通過饋線送到無線電接收機?？梢?，天線是發(fā)射和接收電磁波的一個重要的無線電設備，沒有天線也就沒有無線電通信。 第一章 無線電波和超短波的基本知識 無線電波和光波一樣，它的傳播速度和傳播媒質(zhì)有關。 無線電波 類似一個 池塘上的波紋，在傳 播時波會減弱 。 波長 第一章 無線電波和超短波的基本知識 １ .２ 無線電波的極化 無線電波在空間傳播時，其電場方向是按一定的規(guī)律而變化的，這種現(xiàn)象稱為無線電波的極化。 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接收，水平極化波要用具有水平極化特性的天線來接收。 第一章 無線電波和超短波的基本知識 (極化 )隔離 隔離代表饋送到一種極化的信號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 無線電波和超短波的基本知識 ? 第一節(jié) 無線電波的基本知識 ? 第二節(jié) 超短波的基本知識 第一章 無線電波和超短波的基本知識 超短波的傳播 無線電波的波長不同，傳播特點也不完全相同。簡單地說，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 電 波的折射作用， 極限 直視距離 應修正 為 Rmax ＝ { √HT (m) +√HR (m) } (km) 由于電磁波的頻率遠低于光波的頻率，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 無線電波和超短波的基本知識 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，還會產(chǎn)生反射。 例如：鋼筋水泥建筑物對超短波、微波的反射能力比磚墻強。超短波的繞射能力較弱，在高大建筑物后面會形成所謂的 “ 陰影區(qū) ” 。 也就是說，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。如果電波的電場方向與地面平行，則稱它為水平極化波 。 課程內(nèi)容 第一章 無線電波和超短波的基本知識 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 導線載有交變電流時，就可以形成電磁波的輻射，輻射的能力與導線的長短和形狀有關 。 一個 1/2波長的對稱振子 在 800MHz 約 200mm長 400MHz 約 400mm 長 1/4波長 對稱振子 1/4波長 1/2波長 第二章 天線輻射電磁波的基本原理 對稱振子上的場分布 第二章 天線輻射電磁波的基本原理 天線的輸入阻抗 ? 定義：天線輸入端信號電壓與信號電流之比，稱為天線的輸入阻抗。 ? 輸入阻抗與天線的結(jié)構(gòu)、尺寸以及工作波長有關，半波對稱振子是最重要的基本天線 ，其輸入阻抗為 Z = ＋ｊ (歐 ) 。 ? 有趣的是，對于任一天線，人們總可通過天線阻抗調(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部相當接近 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 當天線的工作波長不是最佳時天線性能要下降 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，抗干擾能力越強。機械下傾 6176。 ?一個天線與對稱振子相比較的增益、用 “dBd”表示。同時，通過課后習題的學習，可以對這部分的知識加以鞏固。 第三章 無線傳輸線的概念介紹 傳輸線的種類 ? 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、波導和微帶。使用時切忌與有強電流的線路并行走向，也不能靠近低頻信號線路。＝ 〔 138/ε r 1/2 〕 log(D/d)歐姆。 第三章 無線傳輸線的概念介紹 ? 饋線的衰減系數(shù) 信號在饋線里傳輸，除有導體的電阻性損耗外，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 時衰減系數(shù)為 β ＝ dB / 100 m ，也可寫成 β ＝ 3 dB / 15 m ， 也就是說， 頻率為 900MHz 的信號功率，每經(jīng)過 15 m 長的這種電纜時，功率就要少一半！ 第三章 無線傳輸線的概念介紹 匹配的概念 ? 什么叫匹配？簡單地說，饋線終端所接負載阻抗Ｚ L 等于饋線特性阻抗Ｚ 0 時，稱為饋線終端是匹配連接的。反之，則較窄。這時，饋線上各處的電壓幅度與電流幅度都相等，饋線上任意一點的阻抗都等于它的特性阻抗。其它各點的振幅值則介于波腹與波節(jié)之間。 若信號源兩端與地之間的電壓大小相等、極性相反，就稱為平衡信號源，否則稱為不平衡信號源；若負載兩端與地之間的電壓大小相等、極性相反，就稱為平衡負載，否則稱為不平衡負載；若傳輸線兩導體與地之間阻抗相同，則稱為平衡傳輸線，否則為不平衡傳輸線。時，稱為饋線終端是匹配連接的。表示。