天线知识介绍课件
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《天线原理参数简介》课件
《天线原理参数简介》 PPT课件
本课件旨在介绍天线原理及其在通信领域中的重要性。通过深入探讨天线的 类型、特点、参数解释和性能评价，我们将帮助您理解天线设计和选择的原 则，并通过实际案例分析揭示天线在不同应用领域中的应用。
天线原理基本概念
1 信号接收与发射
2 电磁波传播
天线是无线通信的关键组件，负责接收 和发射无线信号。
天线的应用领域和案例分析
无线通信
• 移动通信网络 • 卫星通信 • 无线局域网 • 蓝牙
雷达系统
• 航空雷达 • 气象雷达 • 交通雷达
无线电广播
• 电视广播 • 调频广播 • 卫星广播
结论和要点
1 天线原理关键
天线是无线通信系统 中不可或缺的核心组 件。
2 多种天线选择
根据应用场景，选择 适合的天线类型和性 能。
距离
天线的工作距离决定了信号 传输的范围。
带宽
描述天线在频率范围内能够 传输信号的能力。
天线的选取和设计原则
1
需求分析
明确通信需求和预期性能，包括覆盖类型、性能和可行性，选择最适合的天线。
3
仿真和优化
使用仿真软件和优化算法对天线进行设计和调整，以达到最佳性能。
适用于户外环境，具备耐久性和抗恶劣天 气的特点。
天线参数的说明和解释
增益
频率响应 驻波比 方向性
衡量天线将输入功率转化为辐射功率的能 力。 描述天线在不同频率下的性能表现。 反映天线输入输出阻抗匹配的好坏。 表示天线辐射功率在空间上分布的特性。
天线性能的评价指标
灵敏度
衡量天线对弱信号的接收能 力。
天线通过辐射电磁波，将电信号转化为 空间中的无线信号，从而实现远距离通 信。
本课件旨在介绍天线原理及其在通信领域中的重要性。通过深入探讨天线的 类型、特点、参数解释和性能评价，我们将帮助您理解天线设计和选择的原 则，并通过实际案例分析揭示天线在不同应用领域中的应用。
天线原理基本概念
1 信号接收与发射
2 电磁波传播
天线是无线通信的关键组件，负责接收 和发射无线信号。
天线的应用领域和案例分析
无线通信
• 移动通信网络 • 卫星通信 • 无线局域网 • 蓝牙
雷达系统
• 航空雷达 • 气象雷达 • 交通雷达
无线电广播
• 电视广播 • 调频广播 • 卫星广播
结论和要点
1 天线原理关键
天线是无线通信系统 中不可或缺的核心组 件。
2 多种天线选择
根据应用场景，选择 适合的天线类型和性 能。
距离
天线的工作距离决定了信号 传输的范围。
带宽
描述天线在频率范围内能够 传输信号的能力。
天线的选取和设计原则
1
需求分析
明确通信需求和预期性能，包括覆盖类型、性能和可行性，选择最适合的天线。
3
仿真和优化
使用仿真软件和优化算法对天线进行设计和调整，以达到最佳性能。
适用于户外环境，具备耐久性和抗恶劣天 气的特点。
天线参数的说明和解释
增益
频率响应 驻波比 方向性
衡量天线将输入功率转化为辐射功率的能 力。 描述天线在不同频率下的性能表现。 反映天线输入输出阻抗匹配的好坏。 表示天线辐射功率在空间上分布的特性。
天线性能的评价指标
灵敏度
衡量天线对弱信号的接收能 力。
天线通过辐射电磁波，将电信号转化为 空间中的无线信号，从而实现远距离通 信。
天线基础知识(全)PPT课件
• 这时出现了分析天线公差的统计理论，发展了天线阵列的综合 理论等。
• 1957年美国研制成第一部靶场精密跟踪雷达AN/FPS-16，随后各 种单脉冲天线相继出现，同时频率扫描天线也付诸应用。
• 在50年代，宽频带天线的研究有所突破，产生了非频变天线理 论，出现了等角螺旋天线、对数周期天线等宽频带或超宽频带 天线。
天线的方向性
3/25/2020
7
Dept.PEE Hefei Normal
天线的方向性
3/25/2020
8
Dept.PEE Hefei Normal
天线的方向性
D=0.32 λ, S=0.25 λ, N=10
3/25/2020
9
Dept.PEE Hefei Normal
无线电电磁频谱
3Hz 30Hz 300Hz 3kHz 30kHz 300kHz 3MHz 30MHz 300MHz 3GHz 30GHz 300GHz 3THz 30THz 300THz
主 编：John D. Kraus
出版社：the McGraw-Hill Companies 出版时间：2002
《天线》
编著：[美]John D.Kraus Ronald J. Marhefka
出版社：电子工业出版社 2004年4月 第一版
《Radio Propagation for Modern Wireless Systems》
线电波来传递信号的，而无线电波的发射和接收都通过天线来完成。 因此天线设备是无线电系统中重要的组成部分。图1.和图2.指出了 天线设备在两种典型的无线电系统中的地位。
3/25/2020
11
Dept.PEE Hefei Normal
天线功能
• 1957年美国研制成第一部靶场精密跟踪雷达AN/FPS-16，随后各 种单脉冲天线相继出现，同时频率扫描天线也付诸应用。
• 在50年代，宽频带天线的研究有所突破，产生了非频变天线理 论，出现了等角螺旋天线、对数周期天线等宽频带或超宽频带 天线。
天线的方向性
3/25/2020
7
Dept.PEE Hefei Normal
天线的方向性
3/25/2020
8
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天线的方向性
D=0.32 λ, S=0.25 λ, N=10
3/25/2020
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无线电电磁频谱
3Hz 30Hz 300Hz 3kHz 30kHz 300kHz 3MHz 30MHz 300MHz 3GHz 30GHz 300GHz 3THz 30THz 300THz
主 编：John D. Kraus
出版社：the McGraw-Hill Companies 出版时间：2002
《天线》
编著：[美]John D.Kraus Ronald J. Marhefka
出版社：电子工业出版社 2004年4月 第一版
《Radio Propagation for Modern Wireless Systems》
线电波来传递信号的，而无线电波的发射和接收都通过天线来完成。 因此天线设备是无线电系统中重要的组成部分。图1.和图2.指出了 天线设备在两种典型的无线电系统中的地位。
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Dept.PEE Hefei Normal
天线功能
天线知识介绍课件_华为87页PPT
Thank you
天线知识介绍课件_华 为
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校பைடு நூலகம்有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
天线知识介绍课件_华 为
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校பைடு நூலகம்有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
(西安海天)天线课件PPT课件
02
天线在移动通信系统中的作用
天线负责接收和发送无线信号，将信号从移动终端传输到基站或从基站
传输到移动终端。天线的性能直接影响移动通信系统的性能和用户体验。
03
移动通信系统中常用的天线类型
移动通信系统中常用的天线类型包括智能天线、MIMO天线、平板天线
等。这些天线类型具有不同的性能和特点，适用于不同的应用场景。
天线的工作原理基于电磁波的辐射和接收。当天线受到传输线中的交变电流激励时，就会向周围空间 产生电磁波的辐射。而当电磁波照射到天线时，天线则会感应出电动势，从而实现信息的接收。天线 的性能指标如方向性、增益和带宽等都与其形状、尺寸和工作原理有关。
02
天线技术参数
增益
增益是指天线在某一方向上的辐 射强度和功率密度之比，通常用
物联网中的天线技术
天线在物联网中的作用
天线设计考虑因素
天线是实现无线通信的关键部件，在 物联网中负责信号的发送和接收。
包括增益、波束宽度、阻抗匹配、极 化方式等。
天线类型
包括鞭状天线、板状天线、柱状天线 等，适用于不同场景和频段。
物联网天线的发展趋势
5G技术推动物联网天线的发展
01
随着5G技术的普及，物联网天线将朝着小型化、集成化、高性
分贝(dB)表示。
天线的增益与天线口径面积、天 线效率、波长等因素有关，是衡
量天线性能的重要ห้องสมุดไป่ตู้数之一。
在实际应用中，选择高增益天线 可以获得更好的信号覆盖和传输
效果。
方向性
方向性是指天线辐射能量的空间分布特性，即天线在各个方向上的辐射强度不同。
天线的方向性可以用图形或数据表示，通常有三种类型：全向、双向和单向。
天线的基础知识篇 PPT
1.42 端口测得的驻波比如左表所示。
2、方向图
天线的方向性常用方向图来直观表达。 天线的辐射是三维的，在工程上为了方
便，常采用水平和垂直两个面的方向图 来描述天线的方向性。 平面方向图有直角坐标方向图和极坐标 方向图，其中极坐标方向图更加直观
2、方向图
方向图像一个“汽车轮胎”
水平面 H面
对天线的要求
高效率： 天线把输入功率全部辐射出去。（理
想状态） 方向性：
在通信的方向上有辐射，不需要的方 向上没有辐射。（理想状态）
根据什么参数判断天线的好坏？
一般要关注的天线的参数： 1、电压驻波比 2、方向图 3、方向系数和增益 4、带宽 5、极化
1、电压驻波比（VSWR）
电压驻波比（VSWR）： 入射波与从天线回来的反射波在馈线中 叠加，形成驻波状态。馈线中的电压最 大值与电压最小值的比值就是电压驻波 比。当天线端口没有反射时，就是理想 匹配，驻波比为1；当天线端口全反射时， 驻波比为无穷大。
VSWR
弦上的驻波
驻波比从一个方面反映了天线的效率。
驻波比越大，表示反射的功率越大，效 率越低。
一般要求驻波比小于等于1.5
回波损耗
50 欧姆
前向: 1W 回波: 0.05W
80 欧姆
0.95 W
此例中，回波损耗为 10log(1/0.05) = 14dB ， VSWR (驻波比) 是对此现象的另一种度量方法
方向系数和增益
9.85dBd＝12dBi 半波振子的增益是2.15dBi
4、带宽（天线的工作频率范围）
无论是发射天线还是接收天线，它们 总是在一定的频率范围内工作的，通常， 工作在中心频率时天线所能输送的功率最 大，偏离中心频率时它所输送的功率都将 减小，据此可定义天线的频率带宽。
第1章天线基础知识-PPT精品
H r H Er E 0
由上式可见，远区场的性质与近区场的性质完全不
同，场强只有两个相位相同的分量（Eθ,Hφ）。
第1章 天线基础知识
远区场的坡印廷矢量平均值为
Sav1 2R e[EH ]15 2Ir2 2l2sin2er
有能量沿r方向向外辐射，故远区场又称为辐射场。 该辐射场有如下性质：
第1章 天线基础知识
z s
O
y
I
z pm
O y
x
x
(a)
(b)
图1―5 (a)小电流环；(b)磁矩
第1章 天线基础知识
磁基本振子的实际模型是小电流环，它的周长远 小于波长，而且环上的谐变电流I的振幅和相位处处 相同。相应的磁矩和环上电流的关系为
pm=μ0IS 式中s为环面积矢量，方向由环电流I按右手螺旋 定则确定。
第1章 天线基础知识
第1章 天线基础知识
第1章 天线基础知识
1.1 电基本振子的辐射 电基本振子（Electric Short Dipole）又称电流元，
它是指一段理想的高频电流直导线，其长度l远小于波 长λ，其半径a远小于l，同时振子沿线的电流I处处等幅 同相。用这样的电流元可以构成实际的更复杂的天线， 因而电基本振子的辐射特性是研究更复杂天线辐射特 性的基础。
第1章 天线基础知识
z
E
H r
Iml O
y
x
图1―1―4 磁基本振子的坐标
第1章 天线基础知识
其中，下标e,m分别对应电源和磁源，则磁基本振 子远区辐射场的表达式为
E
j
Iml
2r
sin e jkr
H
j Iml
2r
0
sin e jkr
天线知识.ppt
• 首先要使发射机的功率尽可能的从天线辐射出去，这 样就要求：
（1）减少传输线，即主馈电缆和跳线的损耗。
（2）送到天线端口的反射功率越小越好（相关指标为 驻波比）。
（3）天线内部损耗尽量小（和增益有关）。 • 天线辐射能量有合理的方向特性。
天线是无源部件，它本身不可能增加辐射功率。 通过合理的设计，使空间的辐射能量有合理的分布。 有些方向能量密度要大，有些方向能量密度要小，与 此相关的电指标为：波瓣宽度、副瓣电平、增益、前 后比等。
上海森集信息技术有限公司
7
图四(c)
2020/1/26
上海森集信息技术有限公司
8
§4天线的方向特性
天线向空间发射的能量不是均匀分布的，而是按 一定的规律分布。把等距离不同方向的辐射场大小比 例绘制成图形，称为方向图。最形象的方向图是立体 图（见图五(a)）.
通过最大发射方向的两个正交平面的方向图（见 图五(b) 和图五(c)）基本反映了天线的方向性特点。 垂直极化天线的两个正交面为：
GdBd=GdBi-2.15=6dB 用GdBi表示，很多情况下不用下标i，只 写GdB，而用GdBd表示时必须标明下标d。
2020/1/26
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§7驻波比及其相关参数
一、行驻波的产生 二、反射系数 三、驻波比 四、回波损耗L 五、天线输入端驻波比和其对系统
的影响
2020/1/26
• 垂直平面方向图：电场矢量和该平面相切，也称E面 方向图
• 水平平面方向图：磁场矢量和该平面相切，也称H面 方向图。
2020/1/26
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图五(a)立体方向图
2020/1/26
天线基础知识与原理ppt课件
--- 按重要性顺序排列
水平面波束宽度 电下倾角度 垂直面波束宽度 前后比 增益
交叉极化比 副瓣抑制
满足所需求的覆盖要求
水平面和垂直面波束宽度准确，精确的下倾角，高 前后比抑制同频干扰，并满足所需要的增益指标。
能有效提升网络的通信质量
交叉极化比决定极化分集效果，网络升抗多径衰落 的标志。良好的上旁瓣抑制，在城区覆盖中能够减 缓同频干扰。
定义：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之比。
P1
全向辐射器在各个方向上 的辐射能量相等
单一偶极子的 “汽车轮胎”形辐射图
P0 天线相天对线于偶极子的增益用 “ 天d线B相d”对于表全示向辐射器的增P益2 用 “dBi” 表示 如: 0dBd = 2.15dBi
实现方式 金属板冷冲压
优点
加工和材料成本相对较低；
缺点
指标较差且一致性较差； 结构形状的时间稳定性较差 ，可靠性较差。
锌（铝）合金压铸
设计指标优秀且一致性较好 成品可靠性高 结构形状的时间稳定性好
成本相对较高
9
2、天线类型及各部件材质介绍---天线振子
比较好的65度振子
比较差的65度振子
天线基础知识与原理
1
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目录
一 天线基本知识及原理 二 天线的波束成型简介
22
目录
一 天线基本知识及原理
1、天馈系统简介 2、天线类型及各部件材质介绍 3、天线原理及指标介绍
33
1、天馈系统简介
天线调节支架
抱杆
接头密封件 绝缘密封胶带，PVC绝缘胶带
基站天线在整个网络建设中占经费比例不 到3%，但它对网络性能的影响却超过60%。
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第一章 无线电波和超短波的基本知识
双极化天线
• 两个天线为一个整体，传输两个独立的波。
V/H (垂直/水平)
天线知识介绍
倾斜 (+/- 45°)
第一章 无线电波和超短波的基本知识
1.4 圆极化波
如果电波在传播过程中电场的方向是旋 转的，就叫作椭圆极化波。旋转过程中，如 果电场的幅度，即大小保持不变，我们就叫 它为圆极化波。向传播方向看去顺时针方向 旋转的叫右旋圆极化波，反时针方向旋转的 叫做左旋圆极化波。
信号质量受到影响的程度不仅和接收天 线距建筑物的距离及建筑物的高度有关，还 和频率有关。
也就是说，频率越高，建筑物越高、越
天线知识介绍
问题
当接收天线的天线极知识化介绍 方向（例如水平或
第一章 无线电波和超短波的基本知识
1.6 (极化)隔离
隔离代表馈送到一种极化的信号在另外一种 极化中出现的比例
1000mW (即1W)
在这种情况下的隔离为 10log(1000mW/1mW)
= 30dB
1mW
天线知识介绍
第一章 无线电波和超短波的基本知识
天线知识介绍
学习目标
学习完本课程，您应该能够对以下知识有基本的了解：
1、无线电波和超短波的基本知识
2、天线辐射电磁波的基本原理 介绍
3、关于天线传输线的概念介绍 4、基站天馈系统 5、掌握基站天线的选型原则
天线知识介绍
课程内容
第一章 无线电波和超短波的基本知识 第二章 天线辐射电磁波的基本原理 第三章 天线传输线的概念介绍 第四章 基站天馈系统 第五章 基站天线的选型
MF002001 天线知识介绍 ISSUE1.0
无线产品课程开发室
天线知识介绍
引入
移动通信是当今通信领域内最为活 跃、发展最为迅速的领域之一，天 线是用户终端与基站控制设备间通 信的桥梁，广泛应用于移动通信和 无线接入通信系统中,它的迅猛发展 产生了巨大的推动力，推动了天线 概念的变革和技术的创新。能否对 移动通信中天线方面的知识有深入 的了解、全面掌握天线相关的知识， 无论是对产品的安装和维护、网络 规划工作的顺利开展，都有着十分 重要的意义。
上述关系式不难看出，同一频率的无线 电波在不同的媒质中传播时，速度是不 同的，因此波长也不一样。
天线知识介绍
第一章 无线电波和超短波的基本知识
１.２ 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。
天线知识介绍
第一章 无线电波和超短波的基本知识
第一章 无线电波和超短波的基本知识
多径传播与反射
天线知识介绍
第一章 无线电波和超短波的基本知识
用分集接收改善信号电平
天线知识介绍
第一章 无线电波和超短波的基本知识
2.３ 电波的绕射传播
电波在传播途径上遇到障碍物时，总是 力图绕过障碍物，再向前传播。这种现象叫 做电波的绕射。超短波的绕射能力较弱，在 高大建筑物后面会形成所谓的“阴影区”。
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 blah
天线知识介绍
第一章 无线电波和超短波的基本知识
1.3 天线的极化
天线辐射的电磁场的电场方向就是天线 的极化方向
垂直极化
水平极化
+ 45度倾斜的极化
天线知识介绍
- 45度倾斜的 极化
垂直极化波要用具有垂直极化特性的 天线来接收，水平极化波要用具有水平极化 特性的天线来接天收线知。识介绍
第一章 无线电波和超短波的基本知识
1.5 极化损失
当来波的极化方向与接收天线的极化方 向不一致时，在接收过程中通常都要产生极 化损失，例如：当用圆极化天线接收任一线 极化波，或用线极化天线接收任一圆极化波 时，都要产生３分贝的极化损失，即只能接 收到来波的一半能量；
天线知识介绍
第一章 无线电波和超短波的基本知识
电磁波的传播
振 子
电场
磁场
电场 电波传输方向
磁场
电场
天线知识介绍
第一章 无线电波和超短波的基本知识
无线电波的波长、频率和传播速度的关速度，单位为米/秒；ｆ 为频率， 单位为赫芝；λ为波长，单位为米。由
波长
2.2 电波的多径传播
电波除了直接传播外，遇到障碍物， 例如，山丘、森林、地面或楼房等高大建 筑物，还会产生反射。因此，到达接收天 线的超短波不仅有直射波，还有反射波， 这种现象就叫多径传输。
由于多途径传播使得信号场强分布 相当复杂，波动很大；也由于多径传输的 影响，会使电波的极化方向发生变化，因 此，有的地方信号天线场知识强介绍 增强，有的地方信
天线知识介绍
第一章 无线电波和超短波的基本知识
第一节 无线电波的基本知识三 节 节内容
第二节 超短波的基本知识
天线知识介绍
第一章 无1、线无线电电波波的基和本知超识 短波的基本知识
1、1 无线电波的概念:
无线电波是一种能量传输形式， 在传播过程中，电场和磁场在空间是 相互垂直的，同时这两者又都垂直于 传播方向。
天线知识介绍
第一章 无线电波和超短波的基本知识 直视距离和发射天线以及 接收天线的高度有关系，并受 到地球曲率半径的影响。由简 单的几何关系式可知
A ABR＝T 3.57O(' HT 1R/R2 +BHR
发射天1线/高2 H)T(公里)
接收天线高HR
天线知识介绍
第一章 无线电波和超短波的基本知识
第一节 无线电波的基本知识 第二节 超短波的基本知识
天线知识介绍
第一章 无线电波和超短波的基本知识
2 超短波的传播
无线电波的波长不同，传播特点也 不完全相同。目前GSM和CDMA移动通信使 用的频段都属于UHF（特高频）超短波段， 其高端属于微波。 2.1 超短波和微波的视距传播
超短波和微波的频率很高，波长较 短，它的地面波衰减很快。因此也不能 依靠地面波作较远距离的传播，它主要 是由空间波来传播的。
天线知识介绍
第一章 无线电波和超短波的基本知识
无线电波和光波一样，它的传播速度 和传播媒质有关。无线电波在真空中的传 播速度等于光速。我们用Ｃ＝３００００ ０公里／秒表示。在媒质中的传播速度为： Ｖ＝Ｃ/（ε）1/2，式中ε为传播媒质的相 无对线介电电波类常似数一。个
池塘上的波纹，在传 播时波会减弱。