【文章內(nèi)容簡介】 為發(fā)射天線時，輸入功率只需 100 / 20 = 5W . 換言之，某天線的 增益， 就其最大輻射方向上的輻射效果來說，與無方向性的理想點源相比，把輸入功率放大的倍數(shù)。 第二章 天線輻射電磁波的基本原理 dBd 和 dBi的區(qū)別 一個單一對稱振子 dipole具有面包圈形的方向圖輻射 一個各向同性 isotropic的輻射器在所有方向具有相同的輻射 一個天線與對稱振子相比較的增益 用 “dBd”表示 一個天線與各向同性輻射器相比較的增益用 “dBi”表示 例如 : 3dBd = 對稱振子的增益為 第二章 天線輻射電磁波的基本原理 對 稱 振 子 組 陣 能 夠 控 制 輻 射 能 構(gòu) 成 “ 扁 平 的 面 包 圈 ” 在這兒增益 = 10log(4mW/1mW) = 6dBd 更加集中的信號 在陣中有 4個對稱振子 在接收機中就 有 4 mW功率 一個對稱振子 假設(shè)在接收機中 有 1mW功率 第二章 天線輻射電磁波的基本原理 利用反射板可把輻射能控制聚焦到一個方向 反射面放在陣列的一邊構(gòu)成扇形覆蓋天線 在我們的 “扇形覆蓋天線 ”中，反射面把功率聚焦到一個方向進一步提高了增益 這里 , “扇形覆蓋天線 ” 與單個對稱振子相比的增益為 10log(8mW/1mW) = 9dBd “ 全向陣 ” 例如在接收機中為 4mW功率 “扇形覆蓋天線 ” 將在接收機中有 8mW功率 (頂視 ) 天線 第二章 天線輻射電磁波的基本原理 天線的工作頻率范圍 (帶寬 ) 無論是發(fā)射天線還是接收天線，它們總是在一定的頻率范圍內(nèi)工作的，通常，工作在中心頻率時天線所能輸送的功率最大，偏離中心頻率時它所輸送的功率都將減小，據(jù)此可定義天線的頻率帶寬。 有幾種不同的定義： ? 一種是指天線增益下降 3dB 時的頻帶寬度； ? 另一種是指在駐波比 SWR ≤ 條件下，天線的工作頻帶寬度。 第二章 天線輻射電磁波的基本原理 當(dāng)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 。 在 850MHz 1/2 波長振子最佳 在 890 MHz 天線振子 在 820 MHz 在 820 MHz 1/2 波長 為 ~ 180mm, 在 890 MHz 為 ~ 170mm 175mm對 ~ 850MHz 將是最佳的 該天線的頻帶寬度 = 890 820 = 70MHz 第二章 天線輻射電磁波的基本原理 前后比 方向圖中，前后瓣最大電平之比稱為前后比。 前向功率 后向功率 以 dB表示的前后比 = 10 log 典型值為 25dB 左右 目的是有一個盡可能小的反向功率 (前向功率 ) (反向功率 ) 第二章 天線輻射電磁波的基本原理 波束寬度 ? 方向圖通常都有兩個或多個瓣，其中輻射強度最大的瓣稱為主瓣，其余的瓣稱為副瓣或旁瓣。參見圖 a , 在主瓣最大輻射方向兩側(cè)，輻射強度降低 3 dB（功率密度降低一半）的兩點間的夾角定義為 波瓣寬度（ 又稱 波束寬度 或 主瓣寬度 或 半功率角 ）。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。 ? 還有一種 波瓣寬度 ，即 10dB波瓣寬度 ，顧名思義它是方向圖中輻射強度降低 10dB （功率密度降至十分之一） 的兩個點間的夾角，見圖 b . 3dB 波瓣寬度 3dB點 3dB點 10dB 波瓣寬度 10dB點 10dB點 峰值方向 （最大輻射方向） 圖 a 圖 b 峰值方向 （最大輻射方向） 第二章 天線輻射電磁波的基本原理 天線增益與方向圖的關(guān)系 一般說來，天線的主瓣波束寬度越窄，天線增益 G越高。 天線增益與方向圖半功率波瓣寬度關(guān)系曲線 第二章 天線輻射電磁波的基本原理 方向圖旁瓣顯示 上旁瓣抑制 下旁瓣抑制 第二章 天線輻射電磁波的基本原理 全向天線增益與垂直波瓣寬度 第二章 天線輻射電磁波的基本原理 9dBd全向天線 第二章 天線輻射電磁波的基本原理 板狀天線增益與水平波瓣寬度 90? 180? 360? 半功率波瓣寬度 半波振子 帶反射板的半波振子 帶反射板的兩個半波振子 以半波振子 為參考的增益 0dBd 3dBd 6dBd 理論輻射圖 第二章 天線輻射電磁波的基本原理 天線波束的下傾 為使波束指向朝向地面 無下傾 電下傾 機械下傾 第二章 天線輻射電磁波的基本原理 天線波束下傾的演示 第二章 天線輻射電磁波的基本原理 波束下傾 用于 ： 控制覆蓋、減小交調(diào) 兩種方法 :機械下傾、電下傾 第二章 天線輻射電磁波的基本原理 電下傾的產(chǎn)生 無下傾時 在饋電網(wǎng)絡(luò)中 路徑長度相等 有下傾時 在饋電網(wǎng)絡(luò)中 路徑長度不相等 第二章 天線輻射電磁波的基本原理 電下傾情況下的波束覆蓋 無下傾 電下傾 第二章 天線輻射電磁波的基本原理 機械下傾情況下的波束覆蓋 無下傾 機械下傾 第二章 天線輻射電磁波的基本原理 下傾方法的比較 10176。電下傾 10176。機械下傾 6176。 電下傾 + 4176。 機械下傾 第二章 天線輻射電磁波的基本原理 如何實現(xiàn)可變電下傾 問題 ? 輸入阻抗的定義是什么？ ? 波束下傾有哪兩種方法？ ? 增益的概念是什么？ ? dBd與 dBi的區(qū)別是什么？ 解答 ?天線和饋線的連接端，即饋電點兩端感應(yīng)的信號電壓與信號電流之比，稱為天線的輸入阻抗。 ?分為機械下傾和電下傾兩種情況 ?增益是指在輸入功率相等的條件下，實際天線與理想的輻射單元在空間同一點處所產(chǎn)生的場強的平方之比，即功率之比。 ?一個天線與對稱振子相比較的增益、用 “dBd”表示。一個天線與各向同性輻射器相比較的增益、用 “dBi”表示。例如 : 3dBd = 小結(jié) ? 本章介紹了天線輻射電磁波方面的基本知識，其中主要包括的內(nèi)容有：對稱振子、天線的輸入阻抗、天線的方向性、天線的工作頻率范圍、天線的功能、前后比、波瓣寬度、天線增益與方向圖的關(guān)系、波束下傾和 dbd與 dbi的區(qū)別等方面的內(nèi)容。 ? 通過對本章的學(xué)習(xí)，應(yīng)該對天線輻射電磁波方面的知識有一定的了解，掌握這部分和天線相關(guān)的知識。同時，通過課后習(xí)題的學(xué)習(xí)，可以對這部分的知識加以鞏固。 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) 第三章 無線傳輸線的概念介紹 傳輸線的幾個基本概念 ? 連接天線和發(fā)射機輸出端（或接收機輸入端）的電纜稱為 傳輸線或饋線 。傳輸線的主要任務(wù)是有效地傳輸信號能量，因此，它應(yīng)能將發(fā)射機發(fā)出的信號功率以最小的損耗傳送到發(fā)射天線的輸入端，或?qū)⑻炀€接收到的信號以最小的損耗傳送到接收機輸入端，同時它本身不應(yīng)拾取或產(chǎn)生雜散干擾信號，這樣，就要求傳輸線必須屏蔽。 ? 順便指出，當(dāng)傳輸線的物理長度等于或大于所傳送信號的波長時，傳輸線又叫做長線。 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(dǎo)和微帶。平行雙線傳輸線由兩根平行的導(dǎo)線組成它是對稱式或平衡式的傳輸線，這種饋線損耗大，不能用于 UHF頻段。同軸電纜傳輸線的兩根導(dǎo)線分別為芯線和屏蔽銅網(wǎng)，因銅網(wǎng)接地，兩根導(dǎo)體對地不對稱，因此叫做不對稱式或不平衡式傳輸線。同