【正文】 地球曲率半徑的影響。 在直視距離內(nèi)超短波的傳播區(qū)域習(xí)慣上稱為 “ 照明區(qū) ” 。因此也不能依靠地面波作較遠(yuǎn)距離的傳播 ， 它主要是由空間波來傳播的 。 目前 GSM和CDMA移動(dòng)通信使用的頻段都屬于 UHF（ 特高頻 ） 超短波段 ， 其高端屬于微波 。 極化損失 當(dāng)來波的極化方向與接收天線的極化方向不一致時(shí)，在接收過程中通常都要產(chǎn)生極化損失，例如：當(dāng)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(shí)，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(dāng)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(yīng)為垂直或左旋圓極化）完全正交時(shí)，接收天線也就完全接收不到來波的能量，這時(shí)稱來波與接收天線極化是隔離的。 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； 右旋圓極化波要用具有右旋圓極化特性的天線來接收；而左旋圓極化波要用具有左旋圓極化特性的天線來接收。 旋轉(zhuǎn)過程中 ， 如果電場(chǎng)的幅度 ， 即大小保持不變 ， 我們就叫它為圓極化波 。 垂直極化 水平極化 + 45度傾斜的極化 天線的極化 天線輻射的電磁場(chǎng)的電場(chǎng)方向就是天線的極化方向 45度傾斜的極化 雙極化天線 兩個(gè)天線為一個(gè)整體 V/H (垂直 /水平 ) 傾斜 (+/ 45176。 如果電波的電場(chǎng)方向垂直于地面 ， 我們就稱它為垂直極化波 。 波長(zhǎng) 無(wú)線電波的波長(zhǎng)、頻率和傳播速度的關(guān)系 １ .２ 無(wú)線電波的極化 無(wú)線電波在空間傳播時(shí) ， 其電場(chǎng)方向是按一定的規(guī)律而變化的 ， 這種現(xiàn)象稱為無(wú)線電波的極化 。 由上述關(guān)系式不難看出 ， 同一頻率的無(wú)線電波在不同的媒質(zhì)中傳播時(shí) ， 速度是不同的 ， 因此波長(zhǎng)也不一樣 。 電磁波的傳播 電場(chǎng) 電場(chǎng) 電場(chǎng) 振子 電波傳輸方向 磁場(chǎng) 磁場(chǎng) 可用式 λ ＝Ｖ /ｆ 表示 。 無(wú)線電波 有點(diǎn)象一個(gè)池塘上的波紋，在傳播時(shí)波會(huì)減弱。 在媒質(zhì)中的傳播速度為：Ｖ ε ＝Ｃ /ε ， 式中ε 為傳播媒質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù) 。 無(wú)線電波在真空中的傳播速度等于光速 。天線知識(shí) 第九章 移動(dòng)基站天線原理與安裝 天 線 一 移動(dòng)基站天線的有關(guān)概念 無(wú)線電波的基本知識(shí) 超短波的傳播 天線輻射電磁波的基本原理 關(guān)于傳輸線的幾個(gè)基本概念 典型的移動(dòng)基站天線技術(shù)指標(biāo)綜述 通信距離方程 基站天饋系統(tǒng) 拋物面天線簡(jiǎn)介 １ 無(wú)線電波的基本知識(shí) １ ． １ 無(wú)線電波 什么叫無(wú)線電波 ？ 無(wú)線電波是一種能量傳輸形式 ，在傳播過程中 ， 電場(chǎng)和磁場(chǎng)在空間是相互垂直的 ， 同時(shí)這兩者又都垂直于傳播方向 。 無(wú)線電波和光波一樣 ， 它的傳播速度和傳播媒質(zhì)有關(guān) 。 我們用Ｃ＝３０００００公里／秒表示 。 空氣的相對(duì)介電常數(shù)與真空的相對(duì)介電常數(shù)很接近 ， 略大于１ 。 因此 ， 無(wú)線電波在空氣中的傳播速度略小于光速， 通常我們就認(rèn)為它等于光速 。 式中 ， Ｖ為速度 ， 單位為米 /秒；ｆ 為頻率 ， 單位為赫芝；λ 為波長(zhǎng) ， 單位為米 。 我們通常使用的聚四氟乙烯型絕緣同軸射頻電纜其相對(duì)介電常數(shù) ε 約為 ， 因此 ， Ｖ ε ≈ Ｃ / ， λε≈ λ / 。 無(wú)線電波的電場(chǎng)方向稱為電波的極化方向 。 如果電波的電場(chǎng)方向與地面平行 ， 則稱它為水平極化波 。 ) 傳輸兩個(gè)獨(dú)立的波 圓極化波 如果電波在傳播過程中電場(chǎng)的方向是旋轉(zhuǎn)的 ， 就叫作橢圓極化波 。 向傳播方向看去順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的叫右旋圓極化波 ， 反時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的叫做左旋圓極化波 。當(dāng)來波的極化方向與接收天線的極化方向不一致時(shí)，在接收過程中通常都要產(chǎn)生極化損失。 (極化 )隔離 隔離代表饋送到一種極化的信號(hào)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 2 超短波的傳播 無(wú)線電波的波長(zhǎng)不同 ， 傳播特點(diǎn)也不完全相同 。 超短波和微波的視距傳播 超短波和微波的頻率很高 ， 波長(zhǎng)較短 ， 它的地面波衰減很快 。 空間波一般只能沿直線方向傳播到直接可見的地方 。 在直視距離內(nèi)超短波接收裝置才能穩(wěn)定地接收信號(hào) 。由簡(jiǎn)單的幾何關(guān)系式可知 AB＝ (√ HT+√ HR)(公里 ) 由于大氣層對(duì)超短波的折射作用 ， 有效傳播直視距離為 AB＝ (√ HT+√ HR)(公里 ) B A RT RR O39。 因此 ，到達(dá)接收天線的超短波不僅有直射波 ， 還有反射波 ， 這種現(xiàn)象就叫多徑傳輸 。 另外 ， 不同的障礙物對(duì)電波的反射能力也不同 。 我們應(yīng)盡量避免多徑傳輸效應(yīng)的影響 。 多徑傳播與反射 用分集接收改善信號(hào)電平 電波的繞射傳播 電波在傳播途徑上遇到障礙物時(shí) ， 總是力圖繞過障礙物 ，再向前傳播 。 超短波的繞射能力較弱 ，在高大建筑物后面會(huì)形成所謂的 “ 陰影區(qū) ” 。 例如一個(gè)建筑物的高度為１０米 ， 在距建筑物２００米處接收的信號(hào)質(zhì)量幾乎不受影響 ， 但在距建筑物１００米處 ， 接收信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)將比無(wú)高摟時(shí)明顯減弱 。 如果建筑物的高度增加到５０米時(shí) ，則在距建筑物１０００米以內(nèi) ， 接收信號(hào)的場(chǎng)強(qiáng)都將受到影響 ， 因而有不同程度的減弱 。 相反 ， 頻率越低 ， 建筑物越矮 、 越遠(yuǎn) ， 影響越小 。 3 天線輻射電磁波的基本原理 導(dǎo)線載有交變電流時(shí) ， 就可以形成電磁波的輻射 ，輻射的能力與導(dǎo)線的長(zhǎng)短和形狀有關(guān) .如果導(dǎo)線位置如由于兩導(dǎo)線的距離很近 ， 且兩導(dǎo)線所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)幾乎可以抵消 ， 因而輻射很微弱 。 當(dāng)導(dǎo)線的長(zhǎng)度ｌ遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)時(shí) ，導(dǎo)線的電流很小 ， 輻射很微弱 . 當(dāng)導(dǎo)線的長(zhǎng)度增大到可與波長(zhǎng)相比擬時(shí) ， 導(dǎo)線上的電流就大大增加 ， 因而就能形成較強(qiáng)的輻射 。 天線可視為一個(gè)四端網(wǎng)絡(luò) 同軸線變化為天線 兩臂長(zhǎng)度相等的振子叫做對(duì)稱振子 。 全長(zhǎng)與波長(zhǎng)相等的振子 ， 稱為全波對(duì)稱振子 。 1/2波長(zhǎng) 一個(gè) 1/2波長(zhǎng)的對(duì)稱振子 在 800MHz 約 200mm長(zhǎng) 400MHz 約 400mm 長(zhǎng) 1/4波長(zhǎng) 1/4波長(zhǎng) 1/2波長(zhǎng) 振子 對(duì)稱振子 波長(zhǎng) 對(duì)稱振子 對(duì)稱振子是一種經(jīng)典的 、 迄今為止使用最廣泛的天線 ， 單個(gè)半波對(duì)稱振子可簡(jiǎn)單地單獨(dú)立地使用或用作為拋物面天線的饋源 ， 也可采用多個(gè)半波對(duì)稱振子組成天線陣 。 每臂長(zhǎng)度為四分之一波長(zhǎng) 、全長(zhǎng)為二分之一波長(zhǎng)的振子 ， 稱半波對(duì)稱振子 , 見圖 另外 ， 還有一種異型半波對(duì)稱振子 ， 可看成是將全波對(duì)稱振子折合成一個(gè)窄長(zhǎng)的矩形框 ， 并把全波對(duì)稱振子的兩個(gè)端點(diǎn)相疊 ， 這個(gè)窄長(zhǎng)的矩形框稱為折合振子 ， 注意 ， 折合振子的長(zhǎng)度也是為二分之一波長(zhǎng) ， 故稱為半波折合振子 , 見圖 1/4波長(zhǎng) 對(duì)稱振子 1/4波長(zhǎng) 1/2波長(zhǎng) 圖 圖 半波振子上的場(chǎng)分布 天線的輸入阻抗 天線和饋線的連接端 ， 即饋電點(diǎn)兩端感應(yīng)的信號(hào)電壓與信號(hào)電流之比 ， 稱為天線的輸入阻抗 。 輸入阻抗的電抗分量會(huì)減少?gòu)奶炀€進(jìn)入饋線的有效信號(hào)功率 。 輸入阻抗與天線的結(jié)構(gòu)和工作波長(zhǎng)有關(guān) ， 基本半波振子 ， 即由中間對(duì)稱饋電的半波長(zhǎng)導(dǎo)線 ， 其輸入阻抗為 （ ＋ｊ ）歐姆 。 天線的方向性 天線的方向性是指天線向一定方向輻射電磁波的能力 。 天線的方向性的特性曲線通常用方向圖來表示 . 方向圖可用來說明天線在空間各個(gè)方向上所具有的發(fā)射或接收電磁波的能力 。 垂直放置的半波對(duì)稱振子具有平放的 “ 面包圈 ” 形的 立體方向圖 （圖 a）。從圖 b 可以看出，在振子的軸線方向上輻射為零，最大輻射方向在水平面上；而從圖 c 可以看出，在水平面上各個(gè)方向上的輻射一樣大。 下圖是 4個(gè)半波對(duì)稱振子沿垂線上下排列成一個(gè)垂直四元陣時(shí)的 立體方向圖和垂直面 方向圖。它定量地描述一個(gè)天線把輸入功率集中輻射的程度。 可以這樣來理解 增益 的物理含義 為在一定的距離上的某點(diǎn)處產(chǎn)生一定大小的信號(hào)，如果用理想的無(wú)方向性點(diǎn)源作為發(fā)射天線，需要 100W的輸入功率，而用增益為 G = 13 dB( = 20)的某定向天線作為發(fā)射天線時(shí)，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(wú)方向性的理想點(diǎn)源相比，把輸入功率放大的倍數(shù)。 4個(gè)半波對(duì)稱振子 沿垂線上下排列，構(gòu)成一個(gè)垂直四元陣，其 增益