wlan天線講座(編輯修改稿)
2024-08-28 16:14 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 10 Lg (10,000 mW / 10 mW) = 30（ dB） ZCom 南京智達(dá)康無(wú)線通信科技有限公司 2022年 8月 19日 天線的輸入阻抗 Zin 定義： 天線輸入端信號(hào)電壓與信號(hào)電流之比 ， 稱為天線的輸入阻抗 。 輸入阻抗具有電阻分量 Rin 和電抗分量 Xin ， 即 Zin = Rin + j Xin 。 電抗分量的存在會(huì)減少天線從饋線對(duì)信號(hào)功率的提取 ， 因此 ， 必須使電抗分量盡可能為零 ， 也就是應(yīng)盡可能使天線的輸入阻抗為純電阻 。 事實(shí)上 ， 即使是設(shè)計(jì) 、 調(diào)試得很好的天線 ，其輸入阻抗中總還含有一個(gè)小的電抗分量值 。 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)稱振子是最重要的基本天線 ， 其輸入阻抗為 Zin = ＋ｊ (歐 ) 。 當(dāng)把其長(zhǎng)度縮短 （ ３～５ ） ％時(shí) ， 就可以消除其中的電抗分量 ， 使天線的輸入阻抗為純電阻 ， 此時(shí)的輸入阻抗為 Zin = (歐 ) ,（ 標(biāo)稱 75 歐 ） 。 注意 ， 嚴(yán)格的說 ， 純電阻性的天線輸入阻抗只是對(duì)點(diǎn)頻而言的 。 順便指出 ， 半波折合振子的輸入阻抗為半波對(duì)稱振子的四倍 ， 即 Zin = 280 (歐 ) ,（ 標(biāo)稱 300歐 ） 。 有趣的是 ， 對(duì)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(shí)部相當(dāng)接近 50 歐 ， 從而使得天線的輸入阻抗為 Zin = Rin = 50 歐 這是天線能與饋線處于良好的阻抗匹配所必須的 。 天線的基本知識(shí) ZCom 南京智達(dá)康無(wú)線通信科技有限公司 2022年 8月 19日 天線的工作頻率范圍（頻帶寬度） 無(wú)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 （ 頻帶寬度 ） 內(nèi)工作的 ， 天線的 頻帶寬度 有兩種不同的定義 一種是指：在駐波比 SWR ≤ 條件下 ， 天線的工作頻帶寬度； 一種是指：天線增益下降 3 分貝范圍內(nèi)的頻帶寬度 。 在移動(dòng)通信系統(tǒng)中 ， 通常是按前一種定義的 ， 具體的說 ， 天線的 頻帶寬度 就是天線的駐波比 SWR 不超過 時(shí) ， 天線的工作頻率范圍 。 一般說來(lái) ， 在工作頻帶寬度內(nèi)的各個(gè)頻率點(diǎn)上 , 天線性能是有差異的 ， 但這種差異造成的性能下降是可以接受的 。 天線的基本知識(shí) ZCom 南京智達(dá)康無(wú)線通信科技有限公司 2022年 8月 19日 電壓駐波比 在不匹配的情況下 , 饋線上同時(shí)存在入射波和反射波 。 在入射波和反射波相位相同的地方 ， 電壓振幅相加為最大電壓振幅 Ｖ max ， 形成波腹；而在入射波和反射波相位相反的地方電壓振幅相減為最小電壓振幅 Ｖ min ， 形成波節(jié) 。 其它各點(diǎn)的振幅值則介于波腹與波節(jié)之間 。 這種合成波稱為行駐波 。 反射波電壓和入射波電壓幅度之比叫作反射系數(shù) ， 記為 R 反射波幅度 （ Ｚ L－Ｚ 0） R ＝ ───── ＝ ─────── 入射波幅度 （ Ｚ L＋Ｚ 0 ） 波腹電壓與波節(jié)電壓幅度之比稱為駐波系數(shù) ， 也叫電壓駐波比 ， 記為 VSWR 波腹電壓幅度Ｖ max （ 1 + R） VSWR ＝ ────────────── ＝ ──── 波節(jié)電壓輻度Ｖ min （ 1 R） 終端負(fù)載阻抗 Ｚ L 和特性阻抗 Ｚ 0 越接近 ， 反射系數(shù) R 越小 ， 駐波 比 VSWR 越接近于１ ，匹配也就越好 。 天線的基本知識(shí) ZCom 南京智達(dá)康無(wú)線通信科技有限公司 2022年 8月 19日 傳輸線的幾個(gè)基本概念 連接天線和發(fā)射機(jī)輸出端 （ 或接收機(jī)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(hào)能量 ， 因此 ， 它應(yīng)能將發(fā)射機(jī)發(fā)出的信號(hào)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(hào)以最小的損耗傳送到接收機(jī)輸入端 ， 同時(shí)它本身不應(yīng)拾取或產(chǎn)生雜散干擾信號(hào) ， 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(zhǎng)度等于或大于所傳送信號(hào)的波長(zhǎng)時(shí) ， 傳輸線又叫做長(zhǎng)線 。 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(duì)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(duì)地不對(duì)稱 ， 因此叫做不對(duì)稱式或不平衡式傳輸線 。 同軸電纜工作頻率范圍寬 ， 損耗小 ， 對(duì)靜電耦合有一定的屏蔽作用 ， 但對(duì)磁場(chǎng)的干擾卻無(wú)能為力 。 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 。 天線的基本知識(shí) ZCom 南京智達(dá)康無(wú)線通信科技有限公司 2022年 8月 19日 傳輸線的特性阻抗 無(wú)限長(zhǎng)傳輸線上各處的電壓與電流的比值定義為傳輸線的特性阻抗 ， 用Ｚ 0 表示 。 同軸電纜的特性阻抗的計(jì)算公式為 Ｚ 。 ＝ 〔 60/√εr〕 Log ( D/d ) [ 歐 ]。 式中 ， D 為同軸電纜外導(dǎo)體銅網(wǎng)內(nèi)徑； d 為同軸電纜芯線外徑； εr為導(dǎo)體間絕緣介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù) 。 通常Ｚ 0 = 50 歐 ， 也有Ｚ 0 = 75 歐的 。 由上式不難看出 ， 饋線特性阻抗只與導(dǎo)體直徑 D和 d以及導(dǎo)體間介質(zhì)的介電常數(shù) εr有關(guān) ， 而與饋線長(zhǎng)短 、 工作頻率以及饋
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