第 讲天线的馈电
天线原理与设计3.4.4 平衡器——对称天线的馈电
图 3-4-19 U形管及其等效电路
图 3-4-16 λ/4扼流套
2. 附加平衡段平衡器
图 3-4-17 (a) 结构； (b) 等效电路
பைடு நூலகம்
图3-4-18是图3-4-17演变而来的微带线宽带平衡器： 图 中虚线所示 的中心带线a和b与接地金属板构成微带传输线，相当于图34-17中的主馈同轴线和附加开路同轴线，它们的特性阻抗分 别为Z0和Zb； 中心带线在DD处相接，相当于图3-4-17中的同 轴线在DD处连接； 金属接地板开槽构成的共面平板薄导体 平衡末端短路传输线相当于主馈同轴线和附加圆柱体构成的 末端短路双导线；G、F为馈电点，接天线双臂。因此，只要 尺寸选择合适，微带线平衡器同样可以做到不仅能保证平衡， 而且能在较宽的频带内实现阻抗匹配。同时，为了保证微带 线无漏辐射，在尺寸上要求接地板宽度B>3b，b为中心线宽。
3. U形管平衡器(U-balun) U形管平衡器是一段长度为λg/2的同轴线，结构如图3-419(a)所示。由于天线两臂均接内导体，对“地”是对称的， 因而它是平衡的。同时，由传输线理论可知，因A，B相点相 距λg/2， 对地的电位将等幅反相, VA为“+”，VB为“-”，因
U形管除了平衡作用之外，由图3-4-19(b)可知它还兼有 阻抗变换作用。
图 3-4-15 (a) 平衡馈电； (b) 不平衡馈电及其等效电路
1. λ/4扼流套(Quarter Wave Choke Balun) λ/4扼流套的结构如图3-4-16所示。它是在原同轴线的外 边增加一段长为λ0/4的金属罩，罩的下端与同轴线外导体短 接。这时，罩的内表面与原同轴线外导体的外表面便形成一 段λ0/4终端短路的新同轴线，它的输入阻抗为∞，使得馈电点 处的I4=0，因而扼止了I4
基站天线中的馈电网络
Ｚｍｉ ｒ ｓ ｒ ｃ ｏ ｔ ｐ ／
图 １ 同轴 线 结 构 示意
２（ Ｉ Ｉ ＋ 丌¨ 、 ）昔 ／ ’ １ ＋
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图２ 微 带 线 结构 示 意
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带 线 在 较 高 频 段 （ ＧＨｚ ３ 以上 ）的天 线 设 计 中应 用 较 少 。
营 商建 设与 运营成 本的 同时更 迎合 了
节 能减排 的 潮流趋 势 。随着新 工艺 、
为微带 线宽度 ，ｆ 为微 带线厚度 ，占 为
介质厚度 。 由公 式 （ ２）可知 ，微 带 线 的特 征 阻 抗 由 信 号 线 宽 度 、厚 度 、 介 质 材 料 厚 度 、介 质 介 电 常 数 等 确 定 ，可 通 过 调 整 信 号 线 宽 度 及 长 度 灵 活 调 整 端 口 的幅 度 与相 位 分 配 。 加 工 方 面 ， ＰＣＢ工 艺 精 度 可 达 Ｏ０ ．１ｍｍ量 级 ，适 用 于 高 频 微 波 线 路 加 工 ，且 批 量 生 产 一 致性 好 。
基 站 天 线 的 功 能 和 结 构 越 发 复 杂 ，对
带状 线 、微 带线 在基 站 天线馈 电网络 设 计制 造 中得到 广泛 应 用。不 过 由于
受 到 加 工 精 度 （ 控 冲 压 约 为 ０ ５ｍｍ 数 ． ０ 量 级 ）的 制 约 ， 以 及 随 着 频 率 升 高 趋 肤 效 应 的 增 强 ， 目前 空 气 带 状 线 、 微
用 于 基 站 天 线馈 电 网络 的 相 位 调 整 。
益 ，获得 良好的副瓣抑制等方向图特性 。 传统的基站天线几乎 均为无源天线 ，馈 电 网络 由传输线及功分 器等无源器件 构成 。近些 年 ，随着微波集成 电路 、数字集 成电路 以及数 字 信号处理技术的飞速 发展 ，出现 了以ＤＢＦ 技 术 为代表的有源基 站天线 ，受 到了移动通 信行
微带线天线馈电原理
微带线天线馈电原理微带线天线馈电原理微带线天线（Microstrip antenna）是一种平板式天线，由于其结构简单、易于制造和调整等优点，在卫星通信、雷达测量等领域得到了广泛应用。
而微带线天线的馈电方式也是很重要的一部分，下面就简单介绍一下微带线天线馈电的原理。
一、微带线天线结构微带线天线由两个主要部分构成：天线贴片和微带线馈线。
天线贴片是由介电材料和金属构成的，其形状和尺寸会对天线的辐射特性产生非常大的影响。
通常情况下，天线贴片的形状是圆形、方形或矩形的。
介电材料通常是PTFE或FR-4等。
微带线馈线是从天线贴片到源或负载之间的导体。
它是由铜箔覆盖在介电基板上，并用印刷电路技术制造而成。
微带线馈线使用也会影响到天线的辐射特性，所以具体的天线设计需要考虑到天线贴片和微带线馈线之间的相互影响。
二、微带线天线的馈电原理通常情况下，微带线天线的馈电方式有两种，一种是通过COAX和微带线过渡来实现馈电的；一种是直接在贴片上开孔，将馈线与贴片相连。
微带线天线的馈电原理可以通过微波模型进行模拟和理解。
在微波模型中，天线贴片是电容，微带线馈线是电感，通过调节它们之间的物理尺寸和位置，可以得到天线的输入阻抗等有关参数。
对于微带线天线来说，其馈电原理主要基于其在等效电路中的表现，即通过开孔或者过渡来实现本质上的电容与电感耦合，从而将微带线的能量转化成为微带线天线所需的电场和磁场，并产生全向或定向的辐射。
三、微带线天线馈电方式的特点1. 传输效率高：与传统天线相比，微带线天线利用电阻较小的铜箔、介质成本较低、简单易制造的技术，使馈电方式更加可靠和传输效率高。
2. 空间利用率高：微带线天线可以利用介质板上的空间进行设计，减少空间占用，提高空间利用率。
3. 频带宽度较宽：微带线馈线传输的电场和磁场能够交错在介质板上，从而产生多种共振模式，实现频段宽带的涵盖，提高天线的频带宽度。
总之，微带线天线馈电方式是微带线天线的重要组成部分，其具有优秀的传输效率、高空间利用率和较宽的频带宽度，能够为无线通信、雷达测量等领域提供更好的通讯和测量技术支持。
天线基础知识(馈电原理)
天线输入阻抗与特性阻抗不一致时，产生 的反射波和入射波在馈线上叠加形 成驻波，其相邻电压最大值和最小值之比就是电压驻波比。电压驻波比过 大，将 缩短通信距离，而且反射功率将返回发射机功放部分，容易烧坏功放 管，影响通信系统正常工作。
2. 前后比（F/B）
天线的后向180°±30°以内的副瓣电平与最大波束之差，用正值表示。一 般天线的前后比在18～45dB之间。对于密集市区要积极采用前后比大的天 线，如40dB。
天线知识
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天线知识 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1 天线基础知识 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.1 天线增益 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.2 方向图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.3 极化 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.4 天线其它技术指标 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.5 天线的种类 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2 天线技术 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.1 天线分集技术 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.2 赋形波束技术 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.3 智能天线 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3 天线选型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 3.1 各种天线的应用原则 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 3.2 各种无线环境下的天线选择原则 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 4 天线倾角规划 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 4.1 天线倾角设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 4.2 实际运用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 5 天线的安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 5.1 天线支架安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 5.2 天线安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
微带天线馈电方法的研究-边馈、同轴探针、耦合馈电
第一章论文设计研究背景1.1微带天线的发展1.1.1天线天线是作无线电波的发射或接收用的一种金属装置(如杆、线或线的排列)。
在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。
无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统，凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作。
此外，在用电磁波传送能量方面，非信号的能量辐射也需要天线。
一般天线都具有可逆性，即同一副天线既可用作发射天线，也可用作接收天线。
同一天线作为发射或接收的基本特性参数是相同的。
这就是天线的互易定理。
天线的分类：①按工作性质可分为发射天线和接收天线。
②按用途可分为通信天线、广播天线、电视天线、雷达天线等。
③按工作波长可分为超长波天线、长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线，微波天线等。
④按结构形式和工作原理可分为线天线和面天线等。
描述天线的特性参量有方向图、方向性系数、增益、输入阻抗、辐射效率、极化和频率。
天线按维数来分可以分成两种类型：一维天线和二维天线一维天线由许多电线组成，这些电线或者像手机上用到的直线，或者是一些灵巧的形状，就像出现电缆之前在电视机上使用的老兔子耳朵。
单极和双级天线是两种最基本的一维天线。
二维天线变化多样，有片状（一块正方形金属）、阵列状（组织好的二维模式的一束片），还有喇叭状，碟状。
1.1.2微带天线微带天线是近30年来逐渐发展起来的一类新型天线。
早在1953年就提出了微带天线的概念，但并未引起工程界的重视。
在50年代和60年代只有一些零星的研究，真正的发展和使用是在70年代。
常用的一类微带天线是在一个薄介质基(如聚四氟乙烯玻璃纤维压层)上，一面附上金属薄层作为接地板，另一面用光刻腐蚀等方法作出一定形状的金属贴片，利用微带线和轴线探针对贴片馈电，这就构成了微带天线。
当贴片是一面积单元时，称它为微带天线；若贴片是一细长带条则称其为微带阵子天线。
图1所示为一基本矩形微带天线元。
长为L，宽为W2的矩形微带天线元可看作一般低阻传输线连接两个辐射缝组成。
天线基础知识(馈电原理)
3. 端口隔离度
对于多端口天线，如双极化天线、双频段双极化天线，收发共用时端口之间 的隔离度应大于30dB。
4. 回波损耗 指在天线的接头处的反射功率与入射功率的比值。回波损耗反映了天线的匹 配特性。
4. 功率容量
指平均功率容量，天线包括匹配、平衡、移相等其它耦合装置，其所承受的 功率是有限的，考虑到基站天线的实际最大输入功率（单载波功率为 20W),若天线的 一个端口最多输入六个载波，则天线的输入功率为120W,因
天线输入阻抗与特性阻抗不一致时，产生 的反射波和入射波在馈线上叠加形 成驻波，其相邻电压最大值和最小值之比就是电压驻波比。电压驻波比过 大，将 缩短通信距离，而且反射功率将返回发射机功放部分，容易烧坏功放 管，影响通信系统正常工作。
2. 前后比（F/B）
天线的后向180°±30°以内的副瓣电平与最大波束之差，用正值表示。一 般天线的前后比在18～45dB之间。对于密集市区要积极采用前后比大的天 线，如40dB。
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天线知识 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1 天线基础知识 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.1 天线增益 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.2 方向图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.3 极化 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.4 天线其它技术指标 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.5 天线的种类 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2 天线技术 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.1 天线分集技术 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.2 赋形波束技术 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.3 智能天线 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3 天线选型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 3.1 各种天线的应用原则 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 3.2 各种无线环境下的天线选择原则 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 4 天线倾角规划 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 4.1 天线倾角设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 4.2 实际运用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 5 天线的安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 5.1 天线支架安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 5.2 天线安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
天线馈电技术简述
天线馈电技术简述
天线馈电技术是指将发射机产生的电磁波能量传输给天线，或者将接收机接收到的天线感应的电磁波能量传输给接收机的技术。
以下是几种常见的天线馈电技术：
探针馈电（同轴线馈电）：这是最常用的天线馈电技术之一。
同轴电缆由一根内导体与同轴外导体组成，源电压分别接在内导体与外导体上。
同轴电缆的外导体连接到接地层，中心导体延伸到微带天线。
1/4阻抗变换段：微带天线也可以通过使用特征阻抗为Z1的四分之一波长传输线与特征阻抗为Z0的传输线匹配，以调整输入阻抗。
倒装焊：这是一种通过直接在基板材料上焊接无引脚的微型元器件而组装电路板的一种方法，无需用连接器或其他封装载体，成本更低、生产效率更高。
缝隙耦合馈电：在微带天线设计中，缝隙耦合馈电是一种常见的馈电方式。
它通过在接地板上开缝，将能量耦合到天线辐射贴片上。
缝隙的大小和形状可以影响天线的性能。
耦合线馈电：耦合线馈电是指利用耦合线的电磁耦合效应，将主传输线上的信号耦合到另一条线上，实现信号的传输或测量。
镜像馈电：镜像馈电是指利用镜像原理，将一个天线的辐射场镜像到另一个天线上，实现两个天线间的能量转移。
这种馈电方式常用于双频天线或多频天线的设计中。
在实际应用中，需要根据不同的需求和场景选择适合的天线馈电技术。
第8讲天线的馈电
第Research Institute of Antennas & RF TechniquesSchool of Electronic & Information Engineering第8讲内容yResearch Institute of Antennas & RF Techniques8.1 引言yResearch Institute of Antennas & RF Techniques8.2 考虑阻抗匹配的馈电方法yResearch Institute of Antennas & RF TechniquesyResearch Institute of Antennas & RF TechniquesyResearch Institute of Antennas & RF TechniquesyResearch Institute of Antennas & RF Techniques8.3 巴伦yResearch Institute of Antennas & RF Techniquesu t h C h i n a U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y Research Institute of Antennas & RF Techniques 同轴馈电由于有部分电流到同轴线的外表yResearch Institute of Antennas & RF TechniquesyResearch Institute of Antennas & RF TechniquesyResearch Institute of Antennas & RF TechniquesyResearch Institute of Antennas & RF TechniquesL是四分之一波长yResearch Institute of Antennas & RF Techniquesy Research Institute of Antennas & RF Techniques /4L RyResearch Institute of Antennas & RF TechniquesS o u t h C h i n a U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g yResearch Institute of Antennas & RF Techniques 宽带微带切割式巴伦：yResearch Institute of Antennas & RF TechniquesyResearch Institute of Antennas & RF TechniquesyResearch Institute of Antennas & RF TechniquesyResearch Institute of Antennas & RF TechniquesyResearch Institute of Antennas & RF TechniquesyResearch Institute of Antennas & RF TechniquesS o u t h C h i n a U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g yResearch Institute of Antennas & RF Techniques 巴伦和变压器的结合yResearch Institute of Antennas & RF TechniquesyResearch Institute of Antennas & RF Techniques。
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第
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第8讲内容
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8.1 引言
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8.2 考虑阻抗匹配的馈电方法
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8.3 巴伦
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u t h C h i n a U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y Research Institute of Antennas & RF Techniques 同轴馈电由于有部分电流到同轴线的外表
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Research Institute of Antennas & RF Techniques 宽带微带切割式巴伦：
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Research Institute of Antennas & RF Techniques 巴伦和变压器的结合
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