1、天线基本知识-3-18解析
天线基础知识
2、天线辐射电磁波的基本原理 2.1、辐射的基本原理
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,如果导线位置如由于两导线的距离很近,且两导线所 产生的感应电动势几乎可以抵消, 因而辐射很微弱.如果将两导线张开, 这时由于两导线的电流方向相同,由两导线所产生的感应电动势方向相 同,因而辐射较强.当导线的长度远小于波长时,导线的电流很小 ,辐射很 LOGO 微弱. 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。
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1、无线电波的基本知识
1.3、无线电波的绕射传播
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”。信号质量受 LOGO 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 近，影响越大。相反，频率越低，建筑物越矮、越远，影响越 小。
5、无线电波的极化 5.1、极化的概念
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。无线电波的电场方向称为电波的极化方向。
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5、无线电波的极化 5.2、无线电场
在无线通信中，无线电波到达接收点的时候，其电场对地球表面来 说，通常有两种电波分量，一种是垂直分量，一种是水平分量。
5、无线电波的极化
5.6、圆极化波
如果电波在传播过程中电场的方向是旋转的,就叫做椭圆极化波. 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.
物理天线知识点总结
物理天线知识点总结一、天线的分类天线可以根据它的结构、工作频率、工作方式等不同特征进行分类。
根据天线的结构，天线可以分为线性天线、面状天线、体状天线等。
根据天线的工作频率，天线可以分为超高频天线、甚高频天线、高频天线等。
根据天线的工作方式，天线可以分为接收天线、发射天线、双工天线等。
此外，根据天线的工作原理，天线还可以分为定向天线、全向天线等。
二、天线的工作原理天线是通过改变电流和电压的分布来产生电磁波。
当电流通过天线时，会在天线上产生一个电磁场。
这个电磁场会向周围空间辐射出去，形成电磁波。
同时，当有外界的电磁波作用在天线上时，天线也会感应出电流和电压。
这样，天线在电磁波的发射和接收中发挥作用。
三、天线的设计方法天线的设计是一个复杂的过程，需要考虑多种因素，包括天线的工作频率、方向性、增益、波束宽度、阻抗匹配等。
在天线的设计中，通常需要用到一些工具，如天线模拟软件、电磁场仿真软件等。
天线的设计方法包括复合结构天线的设计、微带天线的设计、阵列天线的设计等。
这些设计方法大大提高了天线的工作性能和可靠性。
四、天线的性能分析天线的性能分析是对天线的工作性能进行评估和优化的过程。
通过对天线的参数和特性进行测试和分析，可以了解天线的工作状况和性能指标，为天线的改进和优化提供依据。
常用的天线性能分析方法包括天线参数测量、天线阻抗匹配、波束宽度测量等。
五、天线的应用天线在无线通信、雷达、卫星通信、电视广播等领域中有着广泛的应用。
在无线通信系统中，天线是信息传输的关键设备，它的工作性能直接影响到通信系统的稳定性和可靠性。
在雷达系统中，天线是用来发射和接收雷达信号，它的性能直接影响到雷达的探测性能和分辨率。
在卫星通信系统中，天线是用来与卫星间进行通信，它的性能直接影响到卫星通信的质量和覆盖范围。
在电视广播系统中，天线是用来接收广播信号的，它的性能直接影响到电视节目的清晰度和稳定性。
总结：物理天线是无线通信和雷达系统中不可或缺的重要组成部分。
天线基本知识介绍
天线基本知识介绍天线是将电信号转换为电磁波并将其传输或接收的装置。
它是电磁学的一个分支，用于无线通信、电视和广播接收、雷达以及天体物理学研究等领域。
本文将对天线的基本知识进行介绍。
1.天线的作用和原理：天线的主要作用是将电信号转换为电磁波并将其辐射到空间中，或者将接收到的电磁波转换为电信号。
它的工作原理基于法拉第电磁感应定律和亥姆霍兹理论，即通过电流在导体中产生的磁场和由变化的磁场产生的感应电流来实现电磁波的辐射或接收。
2.天线的分类：天线可以根据其结构、工作频率、功率和应用等方面进行分类。
根据结构，天线可分为线性天线（如偶极子天线）、面型天线（如片极天线、光波导天线）和体型天线（如反射天线、波导天线）。
根据工作频率，天线可分为超高频、高频、甚高频、极高频和微波天线等。
根据功率，天线可分为小功率天线和大功率天线。
根据应用，天线还可细分为通信天线、雷达天线、电视天线、卫星天线和微波天线等。
3.天线参数：天线的性能取决于其设计参数。
常见的天线参数包括增益、方向性、波束宽度、驻波比、频率响应、极化方式和带宽等。
增益是天线辐射功率与等效输入功率之比，方向性衡量天线在一些方向上的辐射能力，波束宽度是主瓣的半功率宽度，驻波比是反射功率与输入功率之比，频率响应表示天线在不同频率下的性能表现，极化方式表示电磁波的电场分量与地面垂直或平行的相对方向，带宽表示天线能够工作的频率范围。
4.天线设计方法：天线的设计是一个综合考虑电磁学原理、工作频率和应用要求的过程。
常见的天线设计方法包括试验法、数值法和半经验法。
试验法通过制作实物天线并进行实际测量来调整参数和优化天线性能。
数值法使用计算机模拟和数值算法来预测和分析天线性能，例如有限元法、谱域法和时域法等。
半经验法结合实验和数值方法，通过经验公式和优化算法来设计天线。
5.天线应用：天线的应用非常广泛，涵盖了通信、广播、雷达、航天、医疗和科学研究等领域。
在通信领域，天线用于无线电通信、移动通信和卫星通信等。
天线设计基础
手机天线设计基础1.天线基本知识2.网络分析仪，暗室和CMU200的使用3.研发流程图4.新到手机的处理5.治具的制作6.天线的调试(以PHS为例)7.数据报告和承认书8.线圈的打样和承认9.试生产1.天线基本知识1.1 天线的定义：引用国际上官方的定义如下：The official IEEE definition of an antenna follows this concept: That part of a transmitting or receiving system that is designed to radiate or receive electromagnetic waves。
也就是说：天线就是发射或接收系统中设计用来辐射或接收电磁波的那部分。
1.2 天线的分类：按外观分类：外置式和内置式。
按结构分类：固定式(内外模)，组装式(TOP+主体)，TOP+内模等。
按频段分类：450MHz，CDMA(824-849MHz)，GSM(880-960MHz)，DCS(1710-1880MHz)，PHS(1895-1918MHz)，PCS(1850-1990MHz)，3G(1920-2170MHz)，Bluetooth(2450MHz)。
1.3 天线的频段当今移动通信系统主要有如下的工作频段，请见下表：内工作的，天线的频带宽度有两种不同的定义----一种是指，在驻波比VSWR≤1.5条件下，天线的工作频带宽度；一种是指，天线增益下降3dB范围内的频带宽度。
在移动通信系统中，通常是按照前一种定义的。
具体的说，天线的频带宽度就是天线的驻波比VSWR不超过1.5时，天线的工作频率范围。
一般来说，在工作频带宽度内的各个频点上，天线性能是有差异的，但这种差异造成的性能下降是可以接受的。
1.4 天线的性能参数目前天线的测试参数主要有：反射损耗(return loss)，驻波(VSWR)，增益(Gain)，Smith chart，灵敏度，效率，SAR。
天线基本知识汇总
天线基本知识汇总天线是无线通信系统的重要组成部分，它负责将电能转换为电磁波，将信号从传输介质（如空气）中发射出去或接收回来。
天线的性能直接影响着无线通信系统的质量和可靠性。
下面是关于天线基本知识的汇总。
1.天线的分类：根据应用领域和工作频率不同，天线可以分为不同的类型，如定向天线、全向天线、扇形天线、微带天线等。
2.天线的工作原理：天线的工作原理基于法拉第电磁感应定律，当电流通过天线时，它会产生一个电磁场，从而形成电磁波。
接收时，电磁波会被天线吸收，然后产生电流。
3.天线的参数：天线的主要参数包括频率范围、阻抗、增益、方向性、辐射效率等。
这些参数决定了天线的性能和适用场景。
4.天线的性能指标：-增益：天线将电能转换为电磁能的能力，通常以分贝（dB）为单位表示。
增益越高，天线的发射和接收距离越远。
-方向性：天线辐射或接收信号的特定方向能力。
定向天线具有较高的方向性，可以减少多径传播和干扰。
-阻抗：天线的输入或输出端口的电阻性质。
与发射端口匹配的阻抗可以最大程度地传递电能，减少反射损耗。
-波束宽度：天线主瓣的角度范围。
较窄的波束宽度意味着更好的方向性和更高的增益。
-辐射效率：天线将输入功率转换为有效辐射功率的能力。
辐射效率高的天线可以更好地实现远距离通信。
5.天线的结构和设计：天线的结构包含一个或多个导体元件，并且根据应用需求进行设计。
常见的天线设计包括垂直极化天线、水平极化天线、天线阵列、圆极化天线等。
6.天线的应用：天线在各种无线通信系统中广泛应用，包括移动通信、卫星通信、无线局域网、雷达、无线电广播等。
7.天线的安装和调整：为了确保天线的性能，需要正确地进行安装和调整。
安装位置和方向的选择对天线的性能和覆盖范围至关重要。
8.天线的特殊设计：根据应用需求，一些特殊设计的天线得到了广泛应用，如室内小型天线、宽带天线、增强型天线等。
9.天线的未来发展：随着无线通信技术的不断发展，天线也在不断创新和改进。
天线基础知识(一)
天线的基本知识（一）6.1 天线6.1.1 天线的作用与地位无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线（电缆）输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。
电磁波到达接收地点后，由天线接下来（仅仅接收很小很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接收机。
可见，天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备，没有天线也就没有无线电通信。
天线品种繁多，以供不同频率、不同用途、不同场合、不同要求等不同情况下使用。
对于众多品种的天线，进行适当的分类是必要的：按用途分类，可分为通信天线、电视天线、雷达天线等；按工作频段分类，可分为短波天线、超短波天线、微波天线等；按方向性分类，可分为全向天线、定向天线等；按外形分类，可分为线状天线、面状天线等；等等分类。
6.1.2 对称振子对称振子是一种经典的、迄今为止使用最广泛的天线，单个半波对称振子可简单地单独立地使用或用作为抛物面天线的馈源，也可采用多个半波对称振子组成天线阵。
两臂长度相等的振子叫做对称振子。
每臂长度为四分之一波长、全长为二分之一波长的振子，称半波对称振子, 见图1.2 a 。
另外，还有一种异型半波对称振子，可看成是将全波对称振子折合成一个窄长的矩形框，并把全波对称振子的两个端点相叠，这个窄长的矩形框称为折合振子，注意，折合振子的长度也是为二分之一波长，故称为半波折合振子, 见图1.2 b 。
6.1.3 天线方向性的讨论1 天线方向性发射天线的基本功能之一是把从馈线取得的能量向周围空间辐射出去，基本功能之二是把大部分能量朝所需的方向辐射。
垂直放置的半波对称振子具有平放的“面包圈” 形的立体方向图（图1.3.1 a）。
立体方向图虽然立体感强，但绘制困难，图1.3.1 b 与图1.3.1 c 给出了它的两个主平面方向图，平面方向图描述天线在某指定平面上的方向性。
从图1.3.1 b 可以看出，在振子的轴线方向上辐射为零，最大辐射方向在水平面上；而从图1.3.1 c 可以看出，在水平面上各个方向上的辐射一样大。
天线基础知识与原理
对网络性能有影响的辅助指标
零点填充在某些特殊场景可有限度的减少盲点； 方向图圆度是反映全向天线的覆盖均匀性指标。
零点填充 方向图圆度
27
3、天线原理及指标介绍---垂直面波束宽度
定义：在垂直方向图上，在最大辐射方向的两侧，辐射功率下降
3dB的两个方向的夹角。
垂直面波束宽度
交叉极化比 副瓣抑制
对网络性能有影响的辅助指标
零点填充在某些特殊场景可有限度的减少盲点； 方向图圆度是反映全向天线的覆盖均匀性指标。
零点填充 方向图圆度
32
3、天线原理及指标介绍---前后比
定义：是指天线的前向辐射功率和后向辐射功率之比。
后向功率
前向功率
前后比(dB) = 10 log
15° (eg)
峰值 - 3dB 峰值
峰值 - 3dB
32° (eg)
峰值 - 10dB 峰值
峰值 - 10dB
28
3、天线原理及指标介绍---波束宽度案例介绍
317.5度
350度
290度
22.5度
317.5度
350度
50度 290度
22.5度 50度
A
65o半功率角
A
90o半功率角
3、天线原理及指标介绍---辐射参数
定义：在水平面方向图上，在最大辐射方向的两侧，辐射功率下降
3dB的两个方向的夹角。
水平面波束宽度
3dB 波瓣宽度 峰值 - 3dB
10dB 波瓣宽度 峰值 - 10dB
60° (eg)
峰值 峰值 - 3dB
120° (eg)
峰值
峰值 - 10dB
26
3、天线原理及指标介绍---辐射参数
天线基础知识
第一讲天线的基础知识发射电磁波所用的导线，在无线电通信中一般叫做“发射天线”。
高频电磁波在空中流传，如遇着导体，就会发生感觉作用，在导体内产生高频电流，使我们能够用导线接收来自远处的无线电信号。
接收电磁波所用的导线，一般叫做“接收天线”。
任何导线都能够作为发信天线和接收天线。
高频电子设备中每一段导线都可能向外发射电磁波，敏捷的收信机中每一段导线都可能拾取空中的各样电磁波所以需要采纳各种的障蔽举措！免得不该有的“天线”接收到扰乱信号！不一样形状、尺寸的导线在发射和接收某一频次的无线电信号时，效率相差好多，所以要获得理想的通信成效，一定采纳适合的天线才行！天线影响无线电通信成效的主要原由有极化方向、方向特征、阻抗般配、辐射效率和频带宽度等。
天线的输入阻抗输入阻抗是天线馈电端输入电压与输入电流的比值。
天线与馈线的连结，最正确情况是天线输入阻抗是纯电阻且等于馈线的特征阻抗，这时馈线终端没有功率反射，馈线上没有驻波，天线的输入阻抗随频次的变化比较缓和。
天线的般配工作就是除去天线输入阻抗中的电抗重量，使电阻重量尽可能地凑近馈线的特征阻抗。
般配的好坏一般用四个参数来权衡即反射系数，行波系数，驻波比和回波消耗，四个参数之间有固定的数值关系，使用那一个纯出于习惯。
在我们平时保护中，用的许多的是驻波比和回波消耗。
一般挪动通信天线的输入阻抗为50Ω。
驻波比：它是行波系数的倒数，其值在1到无量大之间。
驻波比为1，表示完整般配；驻波比为无量大表示全反射，完整失配。
在挪动通信系统中，一般要求驻波比小于，但实质应用中VSWR应小于。
过大的驻波比会减小基站的覆盖并造成系统内扰乱加大，影响基站的服务性能。
2.回波消耗：它是反射系数绝对值的倒数，以分贝值表示。
回波消耗的值在0dB3.的到无量大之间，回波消耗越大表示般配越差，回波消耗越大表示般配越好。
4.表示全反射，无量大表示完整般配。
在挪动通信系统中，一般要求回波消耗大于14dB。
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真空的相对介电常数很接近，略大于１。
因此，无线电波在空气 中的传播速度略小于光速， 通常我们就认为它等于光速 。
电磁波的传播
振 子
磁场
电场 电场 电波传输方向
磁场 电场
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。 由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。 我们通常使用的聚四氟乙烯型绝缘同轴射频电缆其相对介 电常数ε`约为2.1 ，因此，Ｖ ε≈Ｃ/1.44 ，λε≈λ/1.44 。
天
线
基
本
知
识
肖良勇 教授、董事长、首席科学家
西安海天天线科技股份有限公司 2009年3月
目 录
1、无线电波的基本知识 2、超短波的传播 3、天线辐射电磁波的基本原理 4、关于传输线的几个基本概念 5、典型的移动基站天线技术指标综述 6、通信距离方程 7、电磁波安全标准 8、基站天馈系统
１
１．１
无线电波的基本知识
。
天线形成方向性的基本原理—波程差
• 基本振子—最小的天线单元(一根无限短的导线） • 基本振子不是向空间均匀辐射（热球、声球） • 沿导线两端方向不辐射，垂直导线方向辐射最强
基本振子辐射立体图
天线可视为一个四端网络
同轴线变化为天线
3.1 对称振子
两臂长度相等的振子叫做对称振子。每臂长度为四分之一 波长 ,称为半波振子。全长与波长相等的振子，称为全波对称振 子。将振子折合起来的，称为折合振子。
波长
1/4波长
1/2波长 1/4波长 1/2波长 一个1/2波长的对称振子 在 800MHz 约 200mm长 400MHz 约 400mm 长 振子
半波振子上的电流及电压分布
3.2
天线的输入阻抗
天线和馈线的连接端，即馈电点两端输入电压与输入电流
之比，称为天线的输入阻抗。输入阻抗有电阻分量和电抗分量。
波长
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。无线电波的电场方向 称为电波的极化方向。如果电波的电场方向垂直于地面，我们就 称它为垂直极化波。如果电波的电场方向与地面平行，则称它为 水平极化波。
甚麽是天线?
• 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
传播的。空间波一般只能沿直线方向传播到直接可见的地方。在
直视距离内超短波的传播区域习惯上称为“照明区”。在直视距 离内超短波接收装置才能稳定地接收信号。
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
AB＝3.57(√HT+√HR)(公里) 由于大气层对超短波的折射作用，有效传播直视距离为 AB＝4.12 (√HT+√HR)(公里)
Blah blah blah bl ah
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
- 45度倾斜的极化
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)
倾斜 (+/- 45°)
1.4
(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
A 发射天线高HT
RT
O'
RR
B 接收天线高HR
2.1 超短波传播—直射波与反射波
A 发射天线高HT
Байду номын сангаасRT
O'
RR
B 接收天线高HR
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，有的地方信号场强增强，有的地方信号 场强减弱。另外，不同的障碍物对电波的反射能力也不 同。例如：钢筋水泥建筑物对超短波的反射能力比砖墙 强。我们应尽量避免多径传输效应的影响。同时可采取 空间分集或极化分集的措施加以对应。
3
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 .
如果导线位置如由于两导线的距离很近，且两导线所产生的电流 反向，则其产生的场强几乎可以抵消，因而辐射很微弱。如果将 两导线张开，这时由于两导线的电流方向相同，由两导线所产生 的电流方向相同，因而辐射的场强同方向叠加。
多径传播与反射、绕射
用分集接收改善信号电平
空间分集（单极化天线） 极化分集 （双极化天线）
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”。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。程度的减弱。也就是说，频率越高，建 筑物越高、越近，影响越大。相反，频率越低，建筑物越矮、 越远，影响越小。 因此，架设天线选择基站场地时，必须按上述原则来考虑 对绕射传播可能产生的各种不利因素，并努力加以避免。
在这种情况下的隔离为 10log(1000mW/1mW) = 30dB
1000mW (即1W)
1mW
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
无线电波 什么叫无线电波？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。
无线电波有点象一个池塘上的波纹，在传播时波会减弱。
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 ε` ＝Ｃ/√ε， 式中ε`为传播媒质的相对介电常数。空气的相对介电常数与