天線功能與工作原理(編輯修改稿)
2025-08-30 11:17 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 樣的。因此，談及天線方向性系數(shù)時(shí)，可以不再區(qū)分是發(fā)射或接收天線方向性系數(shù)。天線效率一般定義為天線的輻射功率與輸入功率之比。因而，天線的增益即等于天線方向性系和天線效率的乘積。當(dāng)天線效率為1時(shí)，增益就等于方向性系數(shù)。駐波比駐波比是描述天線傳輸電磁能量能力的一個(gè)指標(biāo)。通常大于1，駐波比越大，說(shuō)明反射回來(lái)的波越多。交叉極化天線極化是描述天線輻射電磁場(chǎng)矢量空間指向的參數(shù)。由天電場(chǎng)與磁場(chǎng)有恒定的關(guān)系，一般都以電場(chǎng)矢量的空間指向作為天線輻射電磁波的極化方向。電場(chǎng)矢量在空間的取向固定不變的電磁波叫線極化。有時(shí)以地面為參考，電場(chǎng)矢量方向與地面平行的叫水平極化，與地方垂直的叫垂直極化。當(dāng)電場(chǎng)矢量取向隨時(shí)間而變化，其矢量端點(diǎn)在垂直于傳播方向的平面內(nèi)描繪的軌跡是一個(gè)橢圓，稱為橢圓極化；描繪的是一個(gè)圓，則稱為圓極化。天線可能在非預(yù)定的極化上輻射或接收不需要的極化分量能量，例如，輻射或接收水平極化波的天線，也可能輻射或接收不需要的垂直極化波，這種不需要的極化波，稱為交叉極化。交叉極化又稱為正交極化。帶寬通常根據(jù)系統(tǒng)提出的要求和給定的中心頻率，可以設(shè)計(jì)出滿足指標(biāo)要求的天線。但在偏離中心工作頻率時(shí)，天線的某些電性能將會(huì)下降，電性能下降到容許值的頻率范圍，叫做天線的頻帶寬度。不同型式天線的電性能對(duì)頻率的敏感程度不盡相同。例如，當(dāng)頻率變化時(shí)，一般對(duì)稱振子天線的波瓣、增益等參數(shù)變化不大，但它們的輸入阻抗則變化很大，因而匹配程度受頻率變化的影響較大。在一些對(duì)波瓣形狀要求不高的系統(tǒng)中，主要解決阻抗帶寬問(wèn)題。在某些天線陣中，頻率變化會(huì)使主瓣指向偏離預(yù)定方向，副瓣電平增高，甚至出現(xiàn)柵瓣，這時(shí)就應(yīng)解決波瓣帶寬問(wèn)題。基站天線當(dāng)下傾角或上傾角較大時(shí)，會(huì)出現(xiàn)這樣的情況，需要專門的設(shè)計(jì)技術(shù)。天線帶寬的表示方法有兩種，一種是絕對(duì)帶寬，指天線可實(shí)際工作的頻率范圍，即高端頻率與低端頻率之差。另一種是相對(duì)帶寬，是絕對(duì)帶寬與中心頻率之比的百分?jǐn)?shù)。至于基站天線性能的檢測(cè)，現(xiàn)在也已經(jīng)非常專業(yè)化了。例如，基站天線的駐波比，通常在無(wú)微波反射的微波暗室中，用相應(yīng)頻段的網(wǎng)絡(luò)分析儀來(lái)測(cè)量，只要按操作規(guī)程進(jìn)行，就可以獲得較準(zhǔn)確的結(jié)果。再如三階交調(diào)，則需用專用的三階交調(diào)檢測(cè)儀測(cè)量。由于儀器價(jià)格較高，一般廠家并未購(gòu)買，不具備測(cè)量條件，把三階交調(diào)抑制得較低，就無(wú)以談起了。波瓣的測(cè)量，牽涉到許多電性能參數(shù)。如半功率波瓣寬度，最高副瓣電平，前后比，下傾角等等。下面我們略加討論。我們只談對(duì)振幅波瓣的測(cè)量。首先，根據(jù)要求確定測(cè)量波段和測(cè)量精度，選定測(cè)量距離和天線架設(shè)高度，安裝好轉(zhuǎn)臺(tái)，并把轉(zhuǎn)臺(tái)調(diào)到水平，使轉(zhuǎn)臺(tái)軸盡可能通過(guò)待測(cè)天線的相位中心，轉(zhuǎn)動(dòng)待測(cè)天線；使準(zhǔn)備測(cè)量其波瓣的平面保持水平，并使發(fā)射天線的極化平面與被測(cè)天線極化平面保持一致，調(diào)整好測(cè)試儀器后，就可以測(cè)量了。由于現(xiàn)在天線測(cè)試設(shè)備自動(dòng)化程度高，往往可以直接測(cè)得天線方向圖，其中副瓣電平，半功率波瓣寬度，前后比等，可以自動(dòng)打印出來(lái)。但必須做為準(zhǔn)備工作，以保證測(cè)量精度和測(cè)試的準(zhǔn)確性。測(cè)量完一種極化的波瓣，當(dāng)然可以繼續(xù)測(cè)量另一種極化的波瓣。類似地，作出適當(dāng)調(diào)整，可以測(cè)出交叉極化。增益的測(cè)量通常采用比較法。此時(shí)，需要一個(gè)已知其增益的標(biāo)準(zhǔn)天線，通過(guò)比較待測(cè)天線相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)天線的增益，可以測(cè)出待測(cè)天線的增益。測(cè)量時(shí)，先后把待測(cè)天線和標(biāo)準(zhǔn)天線接上信號(hào)源，調(diào)整天線，使它們的最大輻射方向分別同接收天線的最大接收方向?qū)?zhǔn)，然后調(diào)整可變衰減器，使兩種情況下接收天線指示器的指示相同，記下由功率計(jì)先后測(cè)得的待測(cè)天線和標(biāo)準(zhǔn)天線的輸入功率，這樣，就可計(jì)算出待測(cè)天線的增益。四、天線結(jié)構(gòu)和質(zhì)量保證一. 天線結(jié)構(gòu)天線一般由這幾部分組成: ①輻射體(振子),②饋電網(wǎng)絡(luò),③連接器,④反射板(僅定向天線用),⑤天線罩,⑥附件,⑦安裝支架.1. 定向結(jié)構(gòu):2. 全向天線結(jié)構(gòu):微帶貼片天線結(jié)構(gòu):二. 天線制作工藝及質(zhì)量保證一副好的天線,除了有好的電性能指標(biāo)外,天線制作工藝分兩大類:①零部件制作工藝,②裝配工藝,其流程:1. 零部件制作工藝根據(jù)零部件屬性來(lái)分, 零部件可分為自制件,外協(xié)件,外購(gòu)件. 自制件:自己可以制造的零件.外協(xié)件:自己購(gòu)買原材料,由協(xié)作廠家制造加工的零部件.外購(gòu)件:直接從外單位購(gòu)買的零部件.其質(zhì)量控制如下表：名 稱質(zhì) 量 控 制備 注自制件按《加工工藝過(guò)程卡》執(zhí)行按不同的加工方法編制相應(yīng)的加工工藝過(guò)程卡，如沖壓，機(jī)加工，焊接等。外協(xié)件《原材料檢驗(yàn)單》《加工工藝過(guò)程卡》對(duì)外協(xié)廠家進(jìn)行不定期的質(zhì)量跟蹤記錄。外購(gòu)件按有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或相應(yīng)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收入庫(kù)。如連接器，電纜線，標(biāo)準(zhǔn)件等。通過(guò)對(duì)零部件的加工方法，加工設(shè)備，加工精度，加工成本等有效的質(zhì)量控制，從而保證合格的零部件入半成品庫(kù)。2．裝配工藝（從半成品庫(kù)→成品庫(kù)）天線結(jié)構(gòu)一般由輻射體（振子），饋電網(wǎng)絡(luò)，連接器，反射板（僅定向天線用），天線罩，附件等組成．那么其裝配工藝也由這些工序過(guò)程組成，每道工序都有相應(yīng)的裝配工藝過(guò)程卡，過(guò)程卡上有相應(yīng)的產(chǎn)品編號(hào)，工序過(guò)程，操作日期，使用工具，操作人員，檢測(cè)人員的記錄，也便于今后對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的追溯．其質(zhì)量控制如下表：名 稱質(zhì) 量 控 制備 注工序過(guò)程《裝配工藝過(guò)程卡》按不同的工序過(guò)程記錄相應(yīng)的工藝過(guò)程．電性能檢測(cè)《電性能指標(biāo)檢測(cè)單》如不符合要求，按工序過(guò)程逆向追溯．機(jī)械性能檢測(cè)《機(jī)械性能檢測(cè)單》同上包裝貯存按有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行．通過(guò)對(duì)每道工序過(guò)程的逐步質(zhì)量控制，組裝出來(lái)的產(chǎn)品合格率高，一致性好．因此，優(yōu)良的天線結(jié)構(gòu)工藝才能使好的電性能指標(biāo)得到體現(xiàn)．3. 天線主要性
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