【文章內(nèi)容簡介】 家都很容易找到的，下面我們來看下本作品的主要設(shè)計(jì)思路。 本設(shè)計(jì)方案思路 為使其制作天線盡量簡單化、明了化，所以我們這次制作盡量使用組合器材。 為了盡量簡單，我們直接選擇合適大小的罐頭盒，讓他做為天線的環(huán)境（這個環(huán)境對天線接收信號強(qiáng)度影響很大），再用廢棄的銅片裁剪成形狀合適，大小適中的天線（這個形狀大小對天線接收信號影響也很大），再通過50歐姆饋母線與無線網(wǎng)卡相連，把這三大件組合在一起就很簡單的做成了一個天線。測試環(huán)節(jié)，用筆記本測量無線網(wǎng)卡接收信號強(qiáng)度多少，再使用專門的軟件對比測試某個信號強(qiáng)度在不同天線下的大小。 主要技術(shù)指標(biāo)天線是輸入阻抗 天線的輸入阻抗是天線饋電端輸入電壓與輸入電流的比值。天線與饋線的連接，最佳情形是天線輸入阻抗是純電阻且等于饋線的特性阻抗，這時(shí)饋線終端沒有功率反射，饋線上沒有駐波，天線的輸入阻抗隨頻率的變化比較平緩。天線的匹配工作就是消除天線輸入阻抗中的電抗分量，使電阻分量盡可能地接近饋線的特性阻抗。匹配的優(yōu)劣一般用四個參數(shù)來衡量即反射系數(shù)，行波系數(shù)，駐波比和回波損耗，四個參數(shù)之間有固定的數(shù)值關(guān)系，使用那一個純出于習(xí)慣。在我們?nèi)粘＞S護(hù)中，用的較多的是駐波比和回波損耗。一般移動通信天線的輸入阻抗為50Ω。駐波比：它是行波系數(shù)的倒數(shù)，其值在1到無窮大之間。駐波比為1，表示完全匹配；駐波比為無窮大表示全反射，完全失配。在移動通信系統(tǒng)中。過大的駐波比會減小基站的覆蓋并造成系統(tǒng)內(nèi)干擾加大，影響基站的服務(wù)性能?；夭〒p耗：它是反射系數(shù)絕對值的倒數(shù)，以分貝值表示?；夭〒p耗的值在0do的到無窮大之間，回波損耗越大表示匹配越差，回波損耗越大表示匹配越好。0表示全反射，無窮大表示完全匹配。在移動通信系統(tǒng)中，一般要求回波損耗大于14dB。2 、天線的極化方式 所謂天線的極化，就是指天線輻射時(shí)形成的電場強(qiáng)度方向。當(dāng)電場強(qiáng)度方向垂直于地面時(shí)，此電波就稱為垂直極化波；當(dāng)電場強(qiáng)度方向平行于地面時(shí)，此電波就稱為水平極化波。由于電波的特性，決定了水平極化傳播的信號在貼近地面時(shí)會在大地表面產(chǎn)生極化電流，極化電流因受大地阻抗影響產(chǎn)生熱能而使電場信號迅速衰減，而垂直極化方式則不易產(chǎn)生極化電流，從而避免了能量的大幅衰減，保證了信號的有效傳播。因此，在移動通信系統(tǒng)中，一般均采用垂直極化的傳播方式。另外，隨著新技術(shù)的發(fā)展，最近又出現(xiàn)了一種雙極化天線。就其設(shè)計(jì)思路而言，一般分為垂直與水平極化和177。45176。極化兩種方式，性能上一般后者優(yōu)于前者，因此目前大部分采用的是177。45176。極化方式。雙極化天線組合了+45176。和45176。兩副極化方向相互正交的天線，并同時(shí)工作在收發(fā)雙工模式下，大大節(jié)省了每個小區(qū)的天線數(shù)量；同時(shí)由于177。45176。為正交極化，有效保證了分集接收的良好效果。（其極化分集增益約為5do，比單極化天線提高約2dB。） 天線的增益 天線增益是用來衡量天線朝一個特定方向收發(fā)信號的能力，它是衡量天線性能好壞的重要的參數(shù)之一。一般來說，增益的提高主要依靠減小垂直面向輻射的波瓣寬度，而在水平面上保持全向的輻射性能。天線增益對移動通信系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量極為重要，因?yàn)樗鼪Q定蜂窩邊緣的信號電平。增加增益就可以在一確定方向上增大網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，或者在確定范圍內(nèi)增大增益余量。任何蜂窩系統(tǒng)都是一個雙向過程，增加天線的增益能同時(shí)減少雙向系統(tǒng)增益預(yù)算余量。4 、天線的波瓣寬度 波瓣寬度是定向天線常用的一個很重要的參數(shù)，它是指天線的輻射圖中低于峰值3do處所成夾角的寬度（天線的輻射圖是度量天線各個方向收發(fā)信號能力的一個指標(biāo)，通常以圖形方式表示為功率強(qiáng)度與夾角的關(guān)系）。天線垂直的波瓣寬度一般與該天線所對應(yīng)方向上的覆蓋半徑有關(guān)。因此，在一定范圍內(nèi)通過對天線垂直度（俯仰角）的調(diào)節(jié)，可以達(dá)到改善小區(qū)覆蓋質(zhì)量的目的，這也是我們在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中經(jīng)常采用的一種手段。主要涉及兩個方面水平波瓣寬度和垂直平面波瓣寬度。水平平面的半功率角（H－Plane Half Power beam width）:(45176。,60176。,90176。等)定義了天線水平平面的波束寬度。角度越大,在扇區(qū)交界處的覆蓋越好，但是當(dāng)我們提高天線傾角時(shí)，也越容易發(fā)生波束畸變,形成越區(qū)覆蓋。角度越小，在扇區(qū)交界處覆蓋越差。提高天線傾角可以在移動程度上改善扇區(qū)交界處的覆蓋，而且相對而言，不容易產(chǎn)生對其他小區(qū)的越區(qū)覆蓋。在市中心基站由于站距小，天線傾角大，應(yīng)當(dāng)采用水平平面的半功率角小的天線，郊區(qū)選用水平平面的半功率角大的天線；垂直平面的半功率角（V－Plane Half Power beam width）:（48176。, 33176。,15176。,8176。）定義了天線垂直平面的波束寬度。垂直平面的半功率角越小，偏離主波束方向時(shí)信號衰減越快，在越容易通過調(diào)整天線傾角準(zhǔn)確控制覆蓋范圍。 前后比(FrontBack Ratio) 表明了天線對后瓣抑制的好壞。選用前后比低的天線，天線的后瓣有可能產(chǎn)生越區(qū)覆蓋，導(dǎo)致切換關(guān)系混亂，產(chǎn)生掉話。一般在25－30dB之間，應(yīng)優(yōu)先選用前后比為30的天線。以上說的這些天線指標(biāo)參數(shù)，是一些主要衡量天線性能好壞的參數(shù)。由于測量計(jì)算這些參數(shù)需要一些特定的工具還有一些技巧，我對這個自制的天線的技術(shù)指標(biāo)沒做什么精確的測量和計(jì)算。第3章 理論分析 分析天線形狀 天線主要是在無線傳輸過程中起到一個媒介的作用。首先無線電發(fā)射機(jī)輸出的射頻信號功率,經(jīng)過電纜反饋輸送給天線，然后天線以電磁波形式輻射出去，而當(dāng)電磁波到達(dá)接收點(diǎn)之后，最后又由天線接受下來，但是接收的只能接收到小部分功率，天線是無線通信的重要組成部分。天線的品種繁多，主要分類有：，可以分為通信天線、電視天線、雷達(dá)天線等。，可以分為短波天線、超短波天線、微波天線等。，可以分為全向天線、定向天線等。4按外形分類，可以分為線狀天線、面狀天線等等。這么多的分類以供不同的頻率，不同用途，不同場合，不同要求等不同的情況下可以做出選擇。 發(fā)射天線的基本功能之一是把從饋線取得的能量向周圍空間輻射出去，基本功能之二是把大部分能量朝所需的方向輻射，垂直放置的半波對稱振子具有平放的 面包圈 形的立體方向圖。若干個對稱振子組陣，能夠控制輻射，產(chǎn)生扁平的面包圈 ，把信號進(jìn)一步集中到在水平面方向上。下圖是4個半波振子沿垂線上下排列成一個垂直四元陣時(shí)的立體方向圖和垂直面方向圖（ ，）。（立體方向圖） （垂直方向圖） 也可以利用反射板可把輻射能控制到單側(cè)方向，平面反射板放在陣列的一邊構(gòu)成扇形區(qū)覆蓋天線。下面的水平面方向圖說明了反射面的作用反射面把功率反射到單側(cè)方向，提高了增益（ ）。 （垂直陣列不帶平板反射板） （垂直陣列帶平板反射板） 拋物反射面的使用，更能使天線的輻射，像光學(xué)中的探照燈那樣，把能量集中到一個小立體角內(nèi)，從而獲得很高的增益。不言而喻，拋物面天線的構(gòu)成包括兩個基本要素：拋物反射面和放置在拋物面焦點(diǎn)上的輻射源。 天線尺寸設(shè)計(jì)信號源的形狀、大小、安放的位置都是極為重要的，對于WIFI無線信號源我們也不是隨意放置的。信號源與天線底部的那一小段距離被叫做偏移距離，一般來說這段距離應(yīng)該是“封閉空間波長”的1/4。對于各種頻率信號來說，偏移的距離也各不一樣。下面的表格就列出了在無線網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中11頻道的偏移距離。信號源將直接連接到同軸電纜內(nèi)部的導(dǎo)體，它是信號擴(kuò)散到空間中的最終的放射源。放射體可以有很多形狀，對于波導(dǎo)信號來說不同形狀的放射源也會產(chǎn)生不同的效能。一般常用的放射源有三種形狀：圓柱體、楔型體、圓錐體。如下圖（ ）所示：根據(jù)選用不同形狀的信號源，設(shè)計(jì)的信號源尺寸也不太一樣。 （三種天線形狀）圓錐型的放射源是最有效率的，但它的制作工藝要求非常嚴(yán)格，因此實(shí)現(xiàn)起來也是非常困難的，而圓柱體和楔型體制作起來就比較簡單了。其中圓柱體的放射體制作起來是最為簡單的，你只需要找一根粗一點(diǎn)的銅導(dǎo)線就可以了。但是圓柱體的信號的適應(yīng)頻率和拓展范圍也是最為狹窄的。如果使用它來制作波導(dǎo)天線的話，最終的信號效率將大打折扣。較之圓柱體來說楔型體放射源的制作會稍微復(fù)雜一些，但是它