无线传播与天线原理
无线电的工作原理
无线电的工作原理
无线电的工作原理是基于电磁波的传播和接收。
无线电通常使用调频或调幅技术将信息转化为电信号，然后通过天线传输。
其工作原理如下：
1. 信息转化：首先，声音、图像或其他形式的信息被转化为电信号。
例如，通过麦克风将声音转化为模拟电信号，或通过摄像头将图像转化为模拟电信号。
2. 调频或调幅：电信号经过调频或调幅技术进行调制。
调频是改变信号的频率，而调幅是改变信号的幅度。
3. 信号传输：调制后的信号通过天线发送出去。
天线将电信号转化为电磁波，这些波可以在空间中传播。
4. 接收和解调：无线电接收器的天线接收到来自发射器的电磁波。
然后，接收器将电磁波转化为电信号。
5. 解调和放大：接收器解调和放大电信号。
解调是恢复原始信息的过程，放大是增强信号强度。
6. 信息转换：解调和放大后，电信号被转化为声音、图像或其他形式的原始信息。
例如，通过扬声器播放声音，或通过显示器显示图像。
这是无线电的基本工作原理，它通过将信息转化为电信号，利
用天线将信号转化为电磁波并进行传输，然后通过接收器进行接收、解调和放大，最终将信号转化为原始信息。
路由器上的天线原理
路由器上的天线原理路由器上的天线是用来接收和发送无线信号的设备，它是路由器的重要组成部分，主要用于传输无线网络信号。
在路由器中，天线的作用类似于电视天线，可以通过接收无线网络信号，实现无线网络的覆盖和传播。
下面我们来详细解释一下路由器上的天线原理。
首先，路由器上的天线是用来接收和发送电磁波的，它采用了天线技术来实现无线通信。
天线实际上是一种电气设备，它可以将电磁波信号转换成电流或电压信号，然后通过无线传输的方式来进行通信。
路由器上的天线一般会具有不同的类型，例如指向性天线、全向性天线、定向天线等，每种类型的天线都有着不同的特点和用途。
其次，路由器上的天线通过接收和发送电磁波来实现无线网络的传输。
当路由器接收到一个无线网络信号时，天线会将该信号转换成电流或电压信号，然后传输到路由器的无线网络接收端进行处理。
而当路由器需要发送无线网络信号时，天线会将电流或电压信号转换成电磁波信号，然后通过无线传输的方式发送出去。
通过这样的方式，天线可以实现无线网络的覆盖和传播。
另外，路由器上的天线可以通过天线技术来实现信号的增强和优化。
在无线网络传输中，信号的强度和质量是非常重要的，而天线可以通过增强信号的接收和发送能力，从而提高无线网络的覆盖范围和传输速度。
一些高端的路由器会采用多天线技术，通过多个天线同时接收和发送信号，从而实现信号的增强和优化。
此外，路由器上的天线也需要考虑天线的方向性和极化特性。
不同类型的天线具有不同的方向性和极化特性，这些特性会直接影响到天线的接收和发送能力。
在选择路由器时，需要根据具体的使用环境和需求来选择适合的天线类型和设置方向，以达到最佳的无线网络效果。
最后，路由器上的天线原理是基于无线通信的基本原理和天线技术来实现的。
通过天线的接收和发送电磁波信号，可以实现无线网络的覆盖和传播。
在选购和使用路由器时，需要了解天线的类型、特性和设置，以充分发挥无线网络的传输效果。
希望上述解释可以帮助你更好地理解路由器上的天线原理。
2B04无线传播与天线原理
还有一种波瓣宽度，即10dB波瓣宽度，顾名思义它是方向图中辐 射强度降低10dB 的两个点间的夹角，见图 b 。
方位即水平面方向图
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天线的基本知识和特性
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天线的基本知识和特性
前后比 方向图中，前后瓣最大值之比称为前后比，记为F / B。前后比越大，天 线的后向辐射（或接收）越小 对天线的前后比F / B 有要求时，其典型值为（18~ 30）dB，特殊情况 下则要求达（35 ~ 40）dB .
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天线的基本知识和特性
增益 增益是指：在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单 元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。它定量地描述一个 天线把输入功率集中辐射的程度。 增益显然与天线方向图有密切的关系，方向图主瓣越窄，副瓣越 小，增益越高。
更加集中的信号
天线的基本知识和特性
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天线增益用dBd 或 dBi 来表示（根据相对对象的不同），其中dBd表
示偶极天线的相对增益（相对于单一对称半波振子的增益 ）， dBi 则表示各向同性天线（天线的能量均等地向各个方向辐射，相对于理
想电源的增益 ）的相对增益，表示比较对象是各向均匀辐射的理想 点源。 以下是dBd 和 dBi 的换算公式：
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天线的选择原则
隧道：
小于两公里 建议选择10-12dB的八木/对数周期/平板天 线安装在隧道口内侧对2km以下的公路隧道进行覆盖 。 大于两公里 建议采用泄漏电缆、同轴电缆、光纤分布式系统等 解决。
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天线的选择原则
室内环境：
全向天线 垂直极化，2dBi增益，形状可为帽状、茶杯状等，尺寸 小，便于安装和美观 定向天线 直极化，90度水平半功率角，7dBi增益的定向天线
路由器天线原理
路由器天线原理摘要：本文将介绍路由器天线的原理和作用。
将重点讨论路由器天线的种类、工作频率、极化方式以及天线对无线信号的接收和发送的作用。
通过深入了解路由器天线原理，可以帮助用户更好地了解无线网络的工作原理，并做出相应的调整和优化。
引言无线网络在现代生活中发挥着越来越重要的作用。
而路由器则是我们使用无线网络的关键设备之一。
路由器天线作为路由器的重要组成部分，直接影响着无线信号的传输质量和覆盖范围。
因此，深入了解路由器天线的原理对于用户优化无线网络有着重要意义。
一、路由器天线的种类路由器天线主要有两种常见的类型：内置天线和外置天线。
1. 内置天线：内置天线是指设计在路由器设备内部的天线。
这种设计的优点是天线不会突出在外部，美观性较好，且天线和设备一体化，不易损坏或丢失。
然而，内置天线的天线增益相对较小，无法灵活调整和升级。
2. 外置天线：外置天线是指可以从路由器设备中拆卸下来并连接在路由器上的天线。
这种设计的优点是可以通过更换不同类型的天线来调整天线增益和覆盖范围。
同时，外置天线也方便用户进行信号定向传输，提高传输质量和距离。
二、路由器天线的工作频率路由器天线的工作频率通常是指路由器所支持的无线网络标准，例如2.4GHz和5GHz。
1. 2.4GHz频段：2.4GHz频段是目前最为常用的无线网络频段之一，它具有较好的穿透能力和大范围覆盖能力。
然而，由于该频段有限的带宽资源，容易受到干扰。
2. 5GHz频段：5GHz频段是较新的无线网络频段，其带宽资源相较2.4GHz频段更宽广，传输速度更快。
由于其较高的工作频率，5GHz频段在短距离传输效果良好，但对于穿透能力和覆盖范围较差。
路由器天线支持的工作频率决定了其适用的无线网络标准和性能。
三、路由器天线的极化方式路由器天线的极化方式通常有垂直极化和水平极化两种。
1. 垂直极化：垂直极化是指天线电磁波产生的电场与地面垂直相交。
大部分路由器天线都采用垂直极化方式，因为这种方式可以提供较好的信号穿透能力和广播范围。
无线传播原理
无线传播原理无线传播技术是指通过无线电波或其他电磁波进行信息传输的技术。
在现代社会中，无线传播技术已经广泛应用于移动通信、卫星通信、无线局域网、无线传感器网络等领域。
无线传播原理是指无线电波在空间中传播的规律和特性，了解无线传播原理对于设计和优化无线通信系统至关重要。
首先，我们来了解一下无线传播的基本原理。
无线传播是指无线电波在空间中传播的过程，其传播路径可以是直射传播、反射传播、绕射传播和散射传播。
直射传播是指无线电波直接从发射天线到达接收天线，反射传播是指无线电波被地面、建筑物等物体反射后到达接收天线，绕射传播是指无线电波在物体的边缘发生绕射现象到达接收天线，散射传播是指无线电波在传播过程中被物体散射后到达接收天线。
这些传播路径的存在会导致无线信号的多径传播、多普勒效应等现象，对于无线通信系统的设计和优化具有重要影响。
其次，我们需要了解无线传播的衰减特性。
无线电波在传播过程中会受到自由空间传播损耗、多径衰减、大气衰减等影响，导致信号强度衰减。
自由空间传播损耗是指无线电波在自由空间中传播时由于能量扩散而引起的信号强度衰减，其衰减程度与传播距离的平方成反比。
多径衰减是指由于多条传播路径引起的信号相位叠加和干涉效应导致的信号强度衰减，其衰减程度与多径间的时间延迟和相位差有关。
大气衰减是指由于大气介质对无线电波的吸收、散射和折射等效应引起的信号强度衰减，其衰减程度与传播频率、大气湿度等因素有关。
了解无线传播的衰减特性对于合理规划无线通信系统的覆盖范围和容量具有重要意义。
最后，我们需要了解无线传播的信道特性。
无线信道是指无线电波在传播过程中所经历的传播媒介，其特性受到多种因素的影响，如多径传播、多普勒效应、信号衰减等。
了解无线信道的特性对于设计合适的调制解调方案、信道编解码方案具有重要意义。
此外，无线信道还存在时变性、时频选择性衰落等特性，这对于无线通信系统的抗干扰能力和传输性能提出了挑战。
总之，无线传播原理是无线通信领域的基础理论，了解无线传播原理对于设计和优化无线通信系统至关重要。
无线网络WiFi天线原理
无线网络WiFi天线原理1.7.2 高增益栅状抛物面天线从性能价格比出发，人们常常选用栅状抛物面天线作为直放站施主天线。
由于抛物面具有良好的聚焦作用，所以抛物面天线集射能力强，直径为 1.5 m 的栅状抛物面天线，在900兆频段，其增益即可达 G = 20dBi。
它特别适用于点对点的通信，例如它常常被选用为直放站的施主天线。
抛物面采用栅状结构，一是为了减轻天线的重量，二是为了减少风的阻力。
抛物面天线一般都能给出不低于 30 dB 的前后比，这也正是直放站系统防自激而对接收天线所提出的必须满足的技术指标。
1.7.3 八木定向天线八木定向天线，具有增益较高、结构轻巧、架设方便、价格便宜等优点。
因此，它特别适用于点对点的通信，例如它是室内分布系统的室外接收天线的首选天线类型。
八木定向天线的单元数越多，其增益越高，通常采用 6 - 12 单元的八木定向天线，其增益可达 10-15dBi。
1.7.4 室内吸顶天线室内吸顶天线必须具有结构轻巧、外型美观、安装方便等优点。
现今市场上见到的室内吸顶天线，外形花色很多，但其内芯的购造几乎都是一样的。
这种吸顶天线的内部结构，虽然尺寸很小，但由于是在天线宽带理论的基础上，借助计算机的辅助设计，以及使用网络分析仪进行调试，所以能很好地满足在非常宽的工作频带内的驻波比要求，按照国家标准，在很宽的频带内工作的天线其驻波比指标为VSWR ≤ 2 。
当然，能达到VSWR ≤ 1.5 更好。
顺便指出，室内吸顶天线属于低增益天线, 一般为G = 2 dBi。
1.7.5 室内壁挂天线室内壁挂天线同样必须具有结构轻巧、外型美观、安装方便等优点。
现今市场上见到的室内壁挂天线，外形花色很多，但其内芯的购造几乎也都是一样的。
这种壁挂天线的内部结构，属于空气介质型微带天线。
由于采用了展宽天线频宽的辅助结构，借助计算机的辅助设计，以及使用网络分析仪进行调试，所以能较好地满足了工作宽频带的要求。
顺便指出，室内壁挂天线具有一定的增益，约为G = 7 dBi。
wifi 天线 原理
wifi 天线原理
WiFi天线是用来接收和发送WiFi信号的设备。
它的工作原理涉及到无线电波的传输和接收。
WiFi信号是通过无线电波在空气中传播的，而WiFi天线则是用来捕捉这些无线电波并将其转换成电信号，或者将电信号转换成无线电波进行发送。
WiFi天线的原理基本上是利用天线的结构来捕捉和发送无线电波。
天线的长度和形状会影响它接收和发送无线电波的效率。
一般来说，WiFi天线会被设计成一定长度的导线或者 PCB 板，以便捕捉特定频率的无线电波。
当无线电波通过天线时，它会在天线中产生电流，这个电流会被接收设备转换成数字信号，然后被设备处理成数据或者声音等信息。
另一方面，当设备需要发送WiFi信号时，它会将数字信号转换成电流，然后通过天线发送成无线电波。
天线的设计和结构会影响无线电波的传播方向和范围，不同类型的天线会有不同的信号覆盖范围和传输性能。
除了天线的结构，WiFi天线的放置位置也会影响其性能。
合理的放置位置可以最大限度地提高WiFi信号的覆盖范围和传输速度，
而不合理的放置位置则可能导致信号覆盖不均匀或者信号被阻挡的
问题。
总的来说，WiFi天线的工作原理涉及到无线电波的传输和接收，以及天线的结构和放置位置对信号的影响。
通过合理设计和使用
WiFi天线，可以实现更稳定和高效的无线网络连接。
天线功能与工作原理
天线功能与工作原理天线是一种用来接收和传输无线电波的装置，它是电磁学中一种非常重要的器件，广泛应用于通信、导航、雷达等领域。
天线的功能是将电信号转换为电磁波，或将电磁波转换为电信号。
它通过特定的结构和工作原理来实现这些功能。
一、天线的功能1.发射功能：天线可以将电信号转换为电磁波并进行发射。
当电信号输入到天线的接口，通过天线的结构转换为电磁场，然后以电磁波的形式辐射出去。
2.接收功能：天线可以接收到周围环境中的电磁波，并将其转换为电信号输出。
当电磁波入射到天线上时，通过天线的结构转换为电信号输出到接收设备中。
二、天线的工作原理天线的工作原理基于电磁学的相关理论，包括电流在导体中的传输、电场和磁场的相互作用等。
以下是几种常见天线的工作原理。
1.零件天线：零件天线是一种较为简单的天线，适用于低频率的无线电通信。
它由一根直立的金属杆组成，当电信号输入到杆上时，电流在杆上流动产生电磁波。
根据杆的长度和天线的地面情况，可以实现不同频率的辐射。
2.扁平天线：扁平天线是一种广泛应用于移动通信设备的天线，例如手机、平板电脑等。
它主要由导电材料制成，常见的形状有板状、带状等。
扁平天线通过导电板上的电流流动来产生电磁波，电磁波的功率主要集中在导电板周围。
3.螺旋天线：螺旋天线是一种常用于卫星通信、微波通信等高频率应用的天线，它可以实现较高的增益。
螺旋天线由导线组成螺旋线圈，当电信号输入到螺旋线圈上时，电流沿螺旋线圈流动，产生电场和磁场，从而辐射出电磁波。
4.盘形天线：盘形天线是一种应用于雷达、卫星通信等领域的天线，它具有较高的方向性和增益。
盘形天线由中心驱动源和金属盘组成，中心驱动源发出的电信号经过金属盘上的结构变换为电磁波，并沿着特定的方向辐射出去。
总的来说，天线的工作原理是通过将电信号转换为电磁波或将电磁波转换为电信号来实现无线通信。
不同类型的天线根据其结构和原理的不同，能够适用于不同频率和应用环境的无线通信需求。
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快衰落又可以细分为以下3类：
• 时间选择性衰落：用户的快速移动在频域上产生多普勒效应而引起频率扩散，从而引起时间 选择性衰落。 • 空间选择性衰落：不同的地点，不同的传输路径衰落特性不一样。
• 频率选择性衰落：不同的频率衰落特性不一样，引起时延扩散，从而引起频率选择性衰落。
• 为减少快衰落对无线通信的影响，常用方法有空间分集，频率分集，时间分集等。
光和电磁波在本质上是相同的，光是一定波长的电磁波。
振 子 电场
磁场 电场 电波传输方向
磁场 电场
无线传播与天线原理
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电磁波的传播
池塘中的波纹：能量从源点向四周传播，并逐渐减弱 电磁波的传播与此类似，不同之处（当辐射源是各向同性的理想点源时）：
在三维空间以球面波的形式传播 传播介质不同，空气、障碍物、反射物
无线传播与天线原理
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时延扩展
多径传播：不同路径的信号到达接收机的时间不同
当多径信号不能被接收机区分时就产生同信道干扰 （CCI），对于WCDMA系统，多径时延必须大于一个码 片周期(0.26µs)才能被识别
典型值 (µs): Open < 0.2, Suburban = 0.5, Urban = 3 均衡、RAKE技术 解 决
无线传播与天线原理
穿透损耗 • 物体阻挡/穿透损耗为： 隔墙阻挡：5～20dB 楼层阻挡：＞20dB， 室内损耗值是楼层高度的函数，-1.9dB/层 家具和其它障碍物的阻挡： 2～15dB 厚玻璃： 6～10dB 火车车厢的穿透损耗为：15～30dB 电梯的穿透损耗： 30dB左右 茂密树叶损耗：10dB
无线传播与天线原理
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损耗
• 绕射损耗 T T R • 穿透损耗
R
• 地物损耗
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绕射损耗
特点
电磁波在绕射点四处扩散 绕射波覆盖除障碍物外的所有方向 扩散损耗最为严重 计算公式复杂，随不同绕射常数变化
无线传播与天线原理
天线辐射电磁波的基本原理
• 导线载有交变电流时，就可以形成电磁波的辐射，辐射的能力 与导线的长短和形状有关. 当导线的长度增大到可与波长相比拟 时，导线上的电流就大大增加，因而就能形成较强的辐射。通 常将上述能产生显著辐射的直导线称为振子。
振子的角度与电磁波辐射能力的关系
射传播
普通城区 街道较宽，建筑物较低，信号可以从屋顶绕 射 郊区 建筑物较低矮，且较稀疏
乡村
山区 公路 室内
无线传播与天线原理
建筑物低矮，稀疏，植被较多
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无线传播环境
传播环境分类
对应的小区类型
小区类型 小区半径 >500 m 100~500m <100m 典型天线安装位置 天线安装于室外，高于周围屋顶平均高度 天线安装于室外，低于周围屋顶平均高度 天线安装于室内或室外，低于周围所有屋顶高度
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反射损耗
地面性质
水面
稻田
田野
城市、山地、森 林
等效地面反射系数 反射损耗（dB）
0.9～1 0～1
0.6～0.8 2～4
0.3～0.5 6～10
0.1～0.2 14～20
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无线传播环境
电波传播受地形结构和人为环境的影响，无线 传播环境直接决定传播模型的选取。影响传播 环境的主要因素： • 地貌：高山、丘陵、平原、水域、植被
无线传播与天线原理
培训部
课程目标 学完本课您将能够： • 讲述无线传播 了解无线电波的传播方式 讲述无线电波传播特征 讲述无线电波快衰落及解决方案 • 讲述天线原理 了解天线结构及模型功能 熟悉天线参数含义 讲述天线覆盖估算 讲述覆盖不同区域天线选型建议 了解天线发展趋势
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10
20
30
d (m)
在 很小的距离间隔和时 间间隔上，信号强度快速 变化 产生Doppler(多普勒)频 移 产生时延扩展
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无线传播与天线原理
最主要的有瑞利衰落和阴影衰落，也就是我们常说的快衰落和慢衰落
慢衰落 由障碍物阻挡造成阴影效应，接收信号强度下降，但该场强中值随地理改变变化缓慢，故 称慢衰落。又称为阴影衰落、对数正态衰落。慢衰落的场强中值服从对数正态分布，且与位 置/地点相关，衰落的速度取决于移动台的速度 • 快衰落 合成波的振幅和相位随移动台的运动起伏变化很大 ，称为快衰落。深衰落点在空间上的分 布是近似的相隔半个波长。因其场强服从瑞利分布，又称为瑞利衰落，衰落的振幅、相位、 角度随机。
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无线电波和超短波的基本知识
•
无线电波的极化
– 无线电波在空间传播时，其电场方向是按一定的规律而变化的，这 种现象称为无线电波的极化。
无线传播与天线原理
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无线传播的理论基础
在自由空间中，由点源发射的正弦波向各个方向辐射球面波，此时该点源称 为各向同性辐射源
无线传播与天线原3. 1
第二部份-天线原理
什么是天线 • 什么是天线？
– 把从导线上传下来的电信号做为无线电波发射到空间…... – 收集无线电波并产生电信号
Blah blah blah bl ah
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第二部份-天线原理
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电磁波的产生
根据Maxwell方程组：
空间某处只要有变化的磁场就能激发出涡旋电场，而变化的电场又能激发涡旋磁 场。
交变的电场和磁场互相激发就形成了连续不断的电磁振荡即电磁波。
电磁波的速度只随介质的电和磁的性质而变化，电微波在真空中传播的速度，等 于光在真空中传播的速度。
无线传播与天线原理
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•对于这种快衰落，基站采取的措施是采用时间分集、空间分集（极化分集 ）和频率分集的办法。 •时间分集主要靠符号交织、检错和纠错编码等方法，不同编码所具备的抗 衰落特性不一样，这也是当今移动通信研究的前沿课题。 •空间分集主要采用主分集天线接收的办法来解决，基站的接收机对主分集 通道分别接收到的的信号进行处理，一般采取最大似然法。这种主分集接 收的效果由主分集天线接收的不相关性所保证（所谓不相关性是指，主集 天线接收到的信号与分集天线的接收信号不具有同时衰减的特性，这也就 要求采用空间分集时主分集天线之间的间距大于10倍的无线信号波长（对 于GSM，900M要求天线间距大于4米，1800M要求天线间距大于2米）， 或者采用极化分集的办法保证主分集天线接收到的信号不具有相同的衰减 特性。而对于移动台（手机）而言，因为只有一根天线，因而不具有这种 空间分集功能。
无线电波的波长、频率和传播速度的关系 可用式 λ＝Ｖ/ｆ 表示。 式中，Ｖ为速度，单位为米/秒；ｆ 为频率，单位为赫芝；λ为波长，单位为米。
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无线传播的特点
陆地移动通信的电波传播机制 LOS和NLOS
实际环境的无线传 播
①建筑物反射波 ②绕射波 ③直射波 ④地面反射波
•
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第二部份-天线原理
天线组成部件
打开天线的外包装，大家可以看到我们天线的真实面目（以典 型的板状天线为例），外观来看，天线有以下三个部分：
A. 天线罩 B. 端盖 C. 接头
若将天线外罩打开，或者如大家在装 配生产线上看到的，天线的内部构造又有 三部分组成：
假 设 点 源 发 射 功 率 为 Prad (W) ， 在 距 离 d (m) 处 的 单 位 面 积 功 率 （ 即 Poynting矢量）为：
Pfs
Prad 2 (W/m ) 2 4d
对于实际天线，若辐射功率为Pt (W)，天线增益为Gt (dBi) ，则Poynting矢
量为：
Pt Gt 2 Pfs (W/m ) 2 4d
A. 槽板——优质铝板加工 B. 馈电网络——优质铝板加工 C. 振子——优质铝板加工
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第二部份-天线原理
振子
• 振子就是构成天线的最基本单位。任何天线都要谐振 在一定的频率上，我们要接收哪个频率的信号，天线 谐振在那个频率上，像GSM天线必须谐振在900M左 右频带内的某一个频点上。天线谐振是对天线最基本 的要求，其实任意一根金属导体都能做天线，只是性 能好坏的问题，如上面说过的不接天线的基站，它的 天线口也可看成一根天线，但是一根不合格的天线 (覆盖范围小)，换成标准天线后，效果马上就不一样 了，可见谐振对信号辐射的重要性。
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分集技术
抗快衰落措施－分集技术
－显分集
• • • • 空间分集 极化分集 频率分集：GSM--跳频，WCDMA--扩频技术 其它：方向性分集、场分集、发射分集
－隐分集
• • 隐分集即是利用信号处理技术将分集作用隐含在被传输信号 之中，如RAKE接收技术、信道交织、纠错编码等 可看作时间分集
• 地物：建筑物、道路、桥梁 • 噪声：自然噪声、人为噪声 • 气候：雨、雪、冰（对UHF频段影响微小）