天线基本教程培训
天线基本理论《微波技术与天线》培训讲解
基于群体行为原理，通过个体间的协 作和竞争，寻找最优解。
模拟退火算法
基于物理退火过程，通过随机搜索， 寻找最优解。
天线优化算法与实现
梯度优化算法
基于梯度信息，通过迭代计算，寻找 最优解。包括最速下降法、牛顿法等。
随机优化算法
基于随机搜索，通过大量随机尝试， 寻找最优解。包括遗传算法、粒子群 算法等。
具有定向辐射特性的天线，通过螺旋形状的结构实现圆极化。
详细描述
螺旋天线广泛应用于卫星通信、雷达探测等领域。它可以实现圆极化波的发射和接收，增强信号的抗 干扰能力。螺旋天线的方向图可以通过改变螺旋的匝数和直径进行调整，以满足不同应用需求。
微带天线
总结词
一种薄型、轻量级的天线，由介质基片 上金属贴片构成。
均匀线阵列
均匀线阵列是指天线单元在一 条直线上等间距排列形成的阵 列。
在均匀线阵列中，各天线单元 的激励幅度相等，相位则根据 阵列的波束指向和天线单元的 排列位置确定。
均匀线阵列的主瓣宽度和副瓣 电平取决于阵列的单元数目、 单元间距以及波长等因素。
均匀圆阵列
均匀圆阵列是指天线单元在圆周上等 间距排列形成的阵列。
天线阻抗匹配与馈电系统
总结词
天线阻抗匹配是指天线输入阻抗与馈线阻抗相等的状态 ，馈电系统则是将信号功率传输到天线的装置。
详细描述
天线阻抗匹配是实现高效传输的关键，通过调整馈线的 特性阻抗可以使其与天线输入阻抗相匹配，从而提高信 号传输效率。馈电系统包括馈线和连接器等元件，其设 计应考虑信号传输的稳定性、可靠性和效率。在实际应 用中，需要根据天线的类型和规格选择合适的馈电系统 ，以确保信号传输的质量和稳定性。
导电材料
如铜、铝等，用于制作天线的辐射单元和反射面。
第1章 天线基础知识(课件)
螺旋天线、喇叭天线和反射面天线等。
第1章 天线基础知识
天线的分析方法:麦克斯韦电磁场方程(“场”分析法)
“路”分析法: 将系统看成由分立元件及连接导线组成.
“场”分析法: 将系统看成分布系统. “场”:在全部或部分空间里的每一个点,都对应某个物理 量的一个确定的值,称为在这个空间确定了该物理量的 场.
第1章 天线基础知识
对于线性媒质,某点的电极化强度P正比于该点的电场强
度E。在各向同性媒质中某点的P和E方向相同,即
P xe 0 E
式中χ e为电极化率,它是没有量纲的纯数,不同的介质
就有不同的χ e。
D 0 E xe 0 E 0 (1 xe ) E 0 r E E
(3)Eθ 和Hφ 的比值为常数，称为媒质的波阻抗，记
为η。对于自由空间 E
0 120 H 0
(1―4―6)
第1章 天线基础知识
(4)Eθ 和Hφ 与sinθ成正比，说明电基本振子
的辐射具有方向性，辐射场不是均匀球面波。
因此，任何实际的电磁辐射绝不可能具有完全
的球对称性，这也是所有辐射场的普遍特性。 电偶极子向自由空间辐射的总功率称为辐 射功率Pr，它等于坡印廷矢量在任一包围电偶 极子的球面上的积分，即
第1章 天线基础知识
(4) 按天线特性分类：按方向特性分，有定向天线、全
向天线、强方向性天线和弱方向性天线；按极化特性 分，有线极化(垂直极化和水平极化)天线和圆极化天 线；按频带特性分， 有窄频带天线、 宽频带天线和超 宽频带天线。 (5) 按馈电方式分，有对称天线和非对称天线。 (6) 按天线上的电流分，有行波天线和驻波天线。 (7) 按天线外形分，有V形天线、菱形天线、环行天线、
天线基础培训
3dB 波束宽度
方位即水平面方向图
- 3dB点
60° (eg)
峰值
- 3dB点
Peak - 3dB
15° (eg)
Peak
Peak - 3dB
俯仰面即垂直面方向图
图1.3.3
10dB 波束宽度
- 10dB点
120° (eg)
峰值
- 10dB点
Peak - 10dB
32° (eg)
Peak
Peak - 10dB
2）对于抛物面天线，可用下式近似计算 其增益：
G（dB i）=10 Lg { 4.5 ×（ D / λ0 ） 2}
式中：D 为抛物面直径； λ0 为中心工作波长；
4.5 是统计出来的经验资料。 3）对于直立全向天线，有近似计算式
G（ dBi ）= 10 Lg { 2 L / λ0 }
式中，L 为天线长度； λ0 为中心工作波长；
1.3.4 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。如图1.3.4。
F / B = 10 Lg {（前向功率密度）/（后向功
率密度）}
图1.3.4
1.3.5 上旁瓣抑制
对于基站天线，人们常常要求它的垂直面 （即俯仰面）方向图中，主瓣上方第一旁瓣尽
1.4.2 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。
1.4.3 室内吸顶天线
天线和无源模块培训资料
10dB波瓣宽度 － 顾名思义，它是方向图中辐射强度降低 10dB （功率密度降至十分之一） 的两个点间的夹角。
波束宽度
0.5 极坐标方向图 直角坐标方向图 10dB 0.5 波束宽度示意图
增益
天线最大辐射强度与平均辐射强度之比。代表了天线辐射能量集中的程度。 增益G ＝ 物理含义：为在一定的距离上的某点处产生一定大小的信号，如果用理想的无方向性点源作为发射天线，需要100W的输入功率，而用增益为 G = 13 dB = 20 的某定向天线作为发射天线时，输入功率只需 100 / 20 = 5W 。换言之，某天线的增益，就其最大辐射方向上的辐射效果来说，与无方向性的理想点源相比，把输入功率放大的倍数。
方向图
场强方向图：用辐射的电场强度表示的方向图
功率方向图：用辐射的功率表示的方向图
归一化方向图：用最大值除以其余各项得到的方向图
（E平面和H平面称为方向图的主平面）
E面方向图：与电场平行平面内的图形
H面方向图：与电场垂直平面内的图形
常用的方向图术语：
直角坐标
极坐标
三维方向图
辐射方向图表达
方向图描述示例
波束宽度
极化形式
方向图
输入阻抗
增益
前后比（F/B）
旁瓣电平
3.天线主要技术指标
01
02
距天线某一固定距离上（一般指远场区），天线辐射电磁场随角度坐标在空间分布的图形。
远场条件：L > 2D2/（例如，若测试口径为1m、f0＝1GHz抛物面天线的方向图，因为＝c/f0=0.3m，所以测试方向图时天线与发射源间的距离L > 2D2/ = 212/0.3 = 6.7m）
天线辐射通用计算式
按用途分类：通信天线、电视天线、雷达天线、导航天线等。
《天线基础培训》课件
05
天线基础培训总结
培训内容回顾
天线基础知识
介绍了天线的定义、分类、基 本参数等，帮助学员了解天线
的基本概念和原理。
天线设计
讲解了天线设计的原则、步骤 和方法，以及如何根据实际需 求选择合适的天线类型和参数 。
天线应用
介绍了天线在通信、雷达、导 航等领域的应用，以及不同应 用场景下天线的选择和优化。
《天线基础培训》ppt 课件
contents
目录
• 天线基础知识 • 天线设计与优化 • 天线在通信系统中的应用 • 天线的新技术与未来发展 • 天线基础培训总结
01
天线基础知识
天线的定义与作用
总结词
天线的定义与作用
详细描述
天线是无线通信系统中的重要组成部分，用于接收和发送无线电波。它能够将传输线中的导行波转换为自由空间 中的电磁波，或者将自由空间中的电磁波转换为导行波。天线在通信系统中发挥着至关重要的作用，它的性能直 接影响到无线信号的接收和发送质量。
天线测量与性能评估
讲解了天线测量和性能评估的 方法、标准和实际操作，帮助 学员了解如何评估天线的性能
和质量。
培训效果评估
学员反馈
通过问卷调查和口头反馈，收集学员对培训内容、讲师、组织等方面 的意见和建议，以改进后续的培训活动。
测试与考试
对学员进行测试和考试，以评估学员对天线基础知识的掌握程度和应 用能力。
。
A
B
C
D
加强互动与交流
组织更多的互动和交流活动，鼓励学员之 间的合作和学习经验的分享，提高培训效 果和学习效率。
增加实践环节
增加更多的实践操作和实验，让学员通过 实际操作加深对理论知识的理解和掌握。
天线培训资料
频率范围
• 偶极子的工作性能与其长度和波长的匹配有关：
Optimum 1/2 wavelength for dipole at 850MHz
at at 820 890 MHz MHz
天线偶极子
820 MHz的1/2波长 ~ 180mm, 890 MHz的1/2波长 ~ 170mm 天线应取值在 ~ 850MHz - 175mm
• 为了使业务区内的辐射电平更均匀，下副瓣第一零点需要填充， 不能有明显的零深。通过垂直平面的余割平方赋形波束设计，可 以消除主瓣下方的零点，从而使所需覆盖区域有相等的接收信号 电平。该技术也称为零点填充技术。
• 高增益天线由于其垂直波束宽度较窄，尤其需要采用零点填充技 术来有效改善近处覆盖。 通常零深相对于主波束大于-26dB即表 示天线有零点填充，有的供应商采用百分比来表示，如某天线零 点填充为10%，这两种表示方法的关系为：
1000mW (ie 1W)
隔离度 10log(1000mW/1mW) = 30dB
天线培训资料
1mW
一种典型的天线参数特性
– 频率范围
MHz
– 带宽
MHz
– 增益
dBi
– 极化方向
– 电阻
– 回波损耗
dB
– 半功率 角(3dB)
水平
°
垂直
°
– 前后比
dB
– 上副瓣抑制
dB
– 下副瓣抑制
dB
– 电子下倾角 (可调)
天线培训资料
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 + 45度倾斜
水平极化
- 45度倾斜
天线培训资料
水平极化和垂直极化的比较
天线知识培训
天线知识培训一、天线基本原理天线是无线通信系统中的重要组成部分，负责将电磁波传输和接收。
天线能够将电流元转换为电磁波，或者将电磁波转换为电流元。
其基本原理基于电磁波的传播和辐射。
二、天线类型与用途1. 按照工作频段：可分为超长波、长波、中波、短波、超短波以及微波等类型。
2. 按照方向性：可分为全向和定向天线。
3. 按照增益：可分为无源和有源天线。
4. 按照结构：可分为线天线和面天线。
不同类型的天线有不同的用途，例如长波天线用于通信和导航，短波天线用于电报通信和广播，超短波天线用于电视、雷达和移动通信等。
三、天线参数与性能1. 阻抗：天线的输入阻抗应与信号源的输出阻抗相匹配，以实现最佳传输效果。
2. 方向图：表示天线接收和辐射电磁波的方向和强度。
3. 增益：表示天线辐射或接收电磁波的能力，与天线的尺寸、形状和材料有关。
4. 带宽：表示天线的工作频率范围。
5. 极化：表示电场矢量的方向，影响着天线的性能。
四、天线辐射与传播天线的辐射原理是将电磁能转化为向空间发散的电磁波，或者将空间中的电磁波转化为电流元。
电磁波在传播过程中受到各种因素的影响，如空气阻力、地面反射等，形成不同的传播模式。
五、天线材料与工艺天线的材料和工艺对其性能有着重要影响。
常用的天线材料包括铜、铝、铁等金属材料，以及塑料、陶瓷等非金属材料。
工艺方面，需要考虑天线的精度、防腐、防水等因素。
六、天线设计与优化天线的设计过程需要考虑诸多因素，如阻抗匹配、增益、方向图、极化等。
现代计算机辅助设计软件的应用使得天线的优化设计成为可能，通过对天线结构、尺寸和材料等因素的调整，可以得到最佳的性能表现。
七、天线测量与调试天线的性能需要通过实际测量来评估。
测量内容包括阻抗、方向图、增益、极化等。
一旦发现性能不佳，需要进行调试，调整天线的结构、尺寸或工作参数等，以实现最佳性能。
八、天线干扰与防护天线在使用过程中可能会受到各种干扰，如其他电磁波的干扰、雷电的袭击等。
天线培训资料
天线培训资料一、天线的基本概念天线，简单来说，就是一种用于发射和接收无线电波的装置。
无论是我们日常使用的手机、无线网络，还是广播电视、卫星通信等，都离不开天线的作用。
天线的主要功能是将传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介（通常是自由空间）中传播的电磁波，或者进行相反的变换。
也就是说，它在发射时能将电信号转换成电磁波辐射出去，在接收时能将电磁波转换成电信号。
二、天线的分类天线的种类繁多，常见的分类方式有以下几种：1、按工作频段划分短波天线：工作在 3MHz 到 30MHz 频段。
超短波天线：工作在 30MHz 到 3000MHz 频段，例如我们常见的移动通信基站天线。
微波天线：工作在 3000MHz 以上频段，常用于卫星通信、雷达等领域。
2、按方向性划分全向天线：在水平方向上均匀辐射，例如室内的无线路由器天线。
定向天线：具有较强的方向性，将能量集中在特定方向上辐射，比如卫星电视接收天线。
3、按极化方式划分线极化天线：又分为水平极化和垂直极化，手机天线通常是线极化天线。
圆极化天线：分为左旋圆极化和右旋圆极化，在卫星通信中应用较多。
4、按用途划分通信天线：用于各种通信系统，如手机基站天线、卫星通信天线等。
广播天线：用于广播电视发射。
雷达天线：用于雷达系统，探测目标的位置和速度等信息。
三、天线的参数了解天线的性能，需要关注以下几个重要参数：1、频率范围这是天线能够有效工作的频段。
不同的应用需要不同频段的天线，例如 5G 通信需要特定频段的天线来支持高速数据传输。
2、增益天线增益表示天线在特定方向上辐射或接收电磁波的能力。
增益越高，信号在该方向上的传播距离越远，但覆盖范围可能会变窄。
3、方向性描述天线辐射或接收电磁波的方向性特性。
方向性好的天线可以减少干扰，提高通信质量。
4、输入阻抗天线与传输线之间的匹配程度由输入阻抗决定。
如果阻抗不匹配，会导致信号反射，降低传输效率。
5、驻波比用来衡量天线与传输线之间的匹配程度。
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a电信号从有线转为无线电波形式向空中发射岀去E将收集的无线电波转为电信号。
无线电波是电磁能量在空中传播时的“振动
a无线电波在空中以30万公里/秒的速率传播R无线电波就象池塘水面顶部的
波纹
a无线电波在传播过程中会衰减
频率与波长
R频率即“振动”的速率，或解释为在一秒内通过的波的数量（即每秒的周期数，又叫赫兹，如取一百万作为单位，则为兆赫兹）
WWWW
高频
波长是波在两个相邻周期上的相同点的距离
波长r
祸偶
极子是天线中广泛应用的一种辐射单元。
祁偶极子的长度与波长成正例。
1/4波长
1/2波长
1/4波长
A 1/2波长偶极子的长度
800MHz is 〜200mm 长
400MHz is -400mm 长
偶极子
频率范围
H当波长不是最优值时，性能下降a在频率范围内可保持可接受的性能水平
850MHz偶极子的1/2波长
最优值
820 MHz 的1/2 波长180mm, 890 MHz 的1/2 波长 ~
170mm
天线将优化为~ 850MHz・175mm
890・820 = 70MHz
a 一个单一偶极子的辐射能量图看起来就象一个“汽车轮胎”
a使“汽车轮胎”“扁平化”，将信号集中到地面需要覆盖的地区
将偶极子组成阵列
“汽车轮胎”“扁平化”——控制辐射能量走
一个偶极子的接收机
功率为1 mW （例）
偶极子阵列接收机功率为4mW （例）性能的增强称为增益•在这里，增益=10log（4mW/1mW） = 6dBd
方向性聚焦——控制无线辐射能量走向
在阵列的的一边放置反射板
“扇形天线”中的反射板将能量聚焦到一个方向，进一步提高了天线的增益。
在这个例子中，扇形天线的增益比单一偶极子的增益为:
10log(8mW/1mW) = 9dBd
“全向阵列”接收机 功率为4mW （例） 天线
“扇形天线”接收机功率为8mW （例）
天线相对于偶极子的增益用“dBd”表示 天线相对于全向辐
射器的增益用“dBi”表示 如：3dBd = 5.17dBi
偶极子比全向辐射器的增益高2・17dB
dBd 和 dBi
单一偶极子的
“汽车轮胎”形辐射图 全向辐射器在各个方向上
的辐射能量相等
S3前后比是指扇形天线的前向辐射功率和后向辐射功率之比
后向功率I ——I » 前向功率I
前后比(dB) =10log^^^,典型值约为25dB
目的是尽可能减少后向辐射功率
衬仰角（如垂直面）图
方位角（如水平面）图
3dB 波瓣宽度
10dB 波瓣宽度
峰值・3dB
旁瓣
上旁瓣抑制(dB)
下旁瓣抑制(dB)
无下倾角
1 1
电调下倾角
1
机械下倾角
@1下倾角使天线波束指向地
面
天线下倾角
a 阻抗是电磁能量通过介质的一个特性 Q 阻抗的单位为欧姆(Q)。
为实现良好的性能，阻抗需达到匹配状态
电缆
50欧姆(
天线
50欧姆
80欧姆
R 阻抗的变化会干扰能量流传输的方式，并使部分能量反弹
此例中，回波损耗为10log （10/0.5） = 13dB
VSWR （驻波比）是对此现象的另一种度量方法，与回波损耗有一个换算公式
9.5 W
50欧姆（
80
欧姆
a无线电波振动的平面称为它的极化面
a两个天线中的波是相互独立的
V/H （垂直/水平）斜角(+/- 45° )
隔禺度
E隔离度是某一极化接收到的另一极化信号的比例
1000mW(B 卩1W)该例子中，隔离度为:
10log(1000mW/1mW) = 30dB
) 1mW
精品课件
V
1 •
•r
■）频率范围MHz820 -
890带宽MHz70
F增益dBi15
F极化垂直
刁阻抗欧姆50
F回波损耗dB>18
F半功率（3dB）波束宽度
方位角o64
仰角o18
）下降10dB功率波束宽
方位角o120
仰角o30
!＞前后比dB>30
）垂直面上旁瓣抑角dB<42
F垂直面上旁瓣抑角dB< -14 F电调下倾角（可调）o2-10。