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天线分集技术的原理

天线分集技术的原理
天线分集技术的原理

天线分集技术的原理

最初,许多设计者可能会担心区域规范的复杂性问题,因为在全世界范围内,不同区域规范也各异。然而,只要多加研究便能了解并符合不同区域的法规,因为在每一个地区,通常都会有一个政府单位负责颁布相关文件,以说明“符合特定目的的发射端相关的规则。

无线电通信中更难于理解的部分在于无线电通信链路质量与多种外部因素相关,多种可变因素交织在一起产生了复杂的传输环境,而这种传输环境通常很难解释清楚。然而,掌握基本概念往往有助于理解多变的无线电通信链接品质,一旦理解了这些基本概念,其中许多问题可以通过一种低成本、易实现的被称作天线分集(antenna diversity)的技术来实现。

环境因素的考虑

影响无线电通信链路持续稳定的首要环境因素是被称为多径/衰落和天线极化/分集的现象。这些现象对于链路质量的影响要么是建设性的要么是破坏性的,这取决于不同的特定环境。可能发生的情况太多了,于是,当我们试着要了解特定的环境条件在某个时间点对无线电通信链接的作用,以及会造成何种链接质量时,这无疑是非常困难的。

天线极化/分集

这种被称为天线极化的现象是由给定天线的方向属性引起的,虽然有时候把天线极化解释为在某些无线电通信链路质量上的衰减,但是一些无线电通信设计者经常利用这一特性来调整天线,通过限制收发信号在限定的方向范围之内达其所需。这是可行的,因为天线在各个方向上的辐射不均衡,并且利用这一特性能够屏蔽其他(方向)来源的射频噪声。

简单的说,天线分为全向和定向两种。全向天线收发信号时,在各个方向的强度相同,而定向天线的收发信号被限定在一个方向范围之内。若要打造高度稳固的链接,首先就要从了解此应用开始。例如:如果一个链路上的信号仅来自于特定的方向,那么选择定向天线获

益更多。装有定向天线的接收器接收位于由天线方向属性决定的视线方向范围之内的发射器发出的信号,而其他位于该方向范围之外的发射器发出的信号被屏蔽。

装有定向天线的发射器发射它的大部分能量到预定的方向上,而不是在所有方向上发射,同时也不会减小它的覆盖能力。

为了简化对天线剖面的理解,天线厂商提供了天线辐射图。天线辐射图有不同的格式,如E面图(E plane plot)和波瓣图(polar plot):

如图1。除了方向性或形状外,E面图提供了大量信息,但通常不如波瓣图表述的那样清楚明了。波瓣图被设计成类似指南针,使得对于任意给定方向上的天线增益更易理解。

如图2中,工程师能看到一个高级的三维视图,指示在预定的面上天线如何运行。然而天线也倾向于在其他轴上改变特性,但通常不提供三维图形数据,因为这会显着增加图表的复杂性。拉杆天线是一个典型的全向天线,它有一个简单的三维剖面。在平面图中,拉杆天线能提供极佳的覆盖,但是在三维图形中,它们在本身正上方或正下方的表现极差,这有助于我们能更了解天线被放在两层的室内环境中的情况。

通常,由于RF信号会被墙壁和其他室内物体反射,因此不易观察到天线极化的效果,然而,仍可以观察到其它对RF信号可能是建设性或破坏性的作用,此作用被称为多径/衰减。当发射器或接收器有些小移动,且对链接质量造成极大差异时,通常便会观察到此种衰减现象。当天线在接收和传送信号的波峰时便会发生此情况。

多重路径则是此概念的延伸。当无线电通信电波被传送时,它们被接收器接收的路径可能不只一条,由于其他物体(例如墙壁和树木)的反射形成多重路径,信号可能来自多个路径。接收这些来源的信号,其到达的时间可能会有些微小差距,这就意味可能会发生轻微的相位偏移。当这些信号结合在一起,它们可能会导致“衰减这种消失的形式。最差的情况之一,是两个信号以相差180o的相位到达接收器,接收器将无法看到任何数据,造成100%的信号衰减。在大部分的情况中,接收器不太可能会接收到相位偏移达180o的两个信号,但是当多重路径的环境出现时,某些相位偏移还是有可能发生的,在这些情况下,便会发生某些信号衰减。

天线分集

天线分集是一种被用以恢复信号完整度的技术。在产品中实现天线分集的天线,与另一个天线有一个呈90o的天线架,如此极化/定向性的影响将不会降低潜在无线电通信链接的质量。除此之外,实现天线分集的产品中的各个天线,其天线架的位置皆会维持至少1/4波长的距离,如此能确保至少有一个天线是在波形的波峰中。

虽然天线分集对于恢复信号完整度,以及维持链接边界免受环境影响等颇有益处,但是必须在其它方面做出很大的牺牲,意味着微控制器(MCU)整体成本的增加,因为微控制器必须长时间待命,以时时评估天线信号。增加的微控制器功能将会导致需要规格更高和更贵的微控制器,而微控制器必须“随时待命,也造成电池寿命缩短。在其他情况中,采用两个天线的解决方案将增加额外的空间需求,或是需要其它的编码专业技能,这些都限制设计人员只能采用单一天线设计。

编码一个天线分集系统将会增加设计上的编码负担。许多天线分集系统会经过最佳化,以同步方式运作。接收器上的微控制器具有定时功能,让接收器知道何时要开始接收数据,在这些情况下,微控制器可立刻开始评估两个天线的信号。为评估此信号,微控制器会切换各个天线并评估接收信号强度指示(RSSI,Received Signal Strength Indication)水平。在接收器并未采用定时器的其它产品中,无线电通信必须去侦测一个打包的开始,因为前导信号可能会被误判为噪声(或反之亦然),不幸的是,特定天线中的强烈噪声可能会导致打包的开始被错过。

为确认此天线切换的频率足以捕捉天线之一的打包,每当此算法进入“测量SQ功能时,便会启动一个定时器。

最少切换时间

其中:TPL为在特定信号部分中可被容许用来选择天线的最长时间(例如打包的前导信号)N是分集接收器所采用的天线数目。

在“Measure SQ功能工作期间,会针对信号质量(SQ)进行测量,若SQ低于信号质量门坎,或是定时器时间结束,则天线会被切换,且会再次启动“测量SQ状态。另一方面,若测量到的SQ高于SQ门坎,则接收器会持续使用被选择到的天线,进行剩余打包的接收。

可能的情况是,当天线因为有效信号指示而被选择时,其信号质量仍可能比最佳信号差,这是因为在天线上进行的测量可能在打包到达前就先被噪声占据了。在首个有效信号质量指示产生时,在选择具有最高信号质量的天线前,EZRadioPRO天线分集算法会先检测其它天线,看看是否有更高的信号质量。

智能天线技术原理及其应用

智能天线技术原理及其应用 一、智能天线技术的原理 智能天线原名自适应天线阵列(AAA,Adaptive Antenna Ar-ray)。最初的智能天线技术主要用于雷达、声纳、抗干扰通信等,用来完成空间滤波和定位,后来被引入移动通信系统中。智能天线通常包括波束转换智能天线(Switched Beam Antenna)和自适应阵列智能天线(Adaptive Array Antennal。智能天线的原理是将无线电的信号导向具体的方向,产生空间定向波束,使天线主波束对准用户信号到达方向DOA(DirectionofArrlnal),旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向,达到充分高效利用移动用户信号并删除或抑制干扰信号的目的。同时,智能天线技术利用各个移动用户间信号空间特征的差异,通过阵列天线技术在同一信道上接收和发射多个移动用户信号而不发生相互干扰,使无线电频谱的利用和信号的传输更为有效。在不增加系统复杂度的情况下,使用智能天线可满足服务质量和网络扩容的需要。总之。自适应阵列智能天线利用基带数字信号处理技术,通过先进的算法处理,对基站的接收和发射波束进行自适应的赋形,从而达到降低干扰、增加容量、扩大覆盖和提高无线数据传输速率的目的。 移动通信信道传输环境较恶劣。实际环境中的干扰和多径衰落现象异常复杂。多径衰落、时延扩展造成的符号间串扰ISI、FDMATDMA系统(如GSM)由于频率复用引入的同信道干扰、CDMA系统中的MAI等都使链路性能、系统容量下降。使用自适应阵列天线技术能带来很多好处,如扩大系统覆盖区域、提高系统容量、提高数据传输速率、提高频谱利用效率、降低基站发射功率、节省系统成本、减少信号间干扰与电磁环境污染等。自适应阵天线一般采用4-16天线阵元结构,在FDD中阵元间距1/2波长,若阵元间距过大,则接收信号彼此相关程度降低:太小则会在方向图形成不必要的栅瓣,故一般取半波长。而在TDD 中,如美国Ar-rayComm公司在PHS系统中的自适应阵列天线的阵元间距为5个波长。间距宽而波束更窄,而PHS系统中采用TDD模式,因而更容易进行定位处理。即使旁瓣多,但由于用户和信道都比较少,因而不会带来不利的影响。阵元分布方式有直线型、圆环型和平面型。自适应天线是智能天线的主要类型,可以实现全向天线,完成用户信号接收和发送。自适应阵天线系统采用数字信号处理技术识别用户信号到达方向,并在此方向形成天线主波束。自适应阵天线根据用户信号的不同空间传播方向提供不同的空间信道,等同于信号有线传输的线缆,有效克服了干扰对系统的影响。虽然天线阵列是射频前端的很重要的设备,但自适应阵列天线技术最重要的部分还在于基带处理部分。基带部分将自适应天线阵接收到的信号进行加权和合并,从而使信号与干扰加噪声比最大。 二、智能天线在移动通信中的应用 第三代移动通信标准组织已经认识到智能天线在降低网络干扰方面的重要作用,因此,在3G标准如WCDMA和CDMA2000中,支持智能天线的条款已经出现,智能天线已成为3G的重要组成部分。

电机分类 结构和原理

电机知识学习总结 1基本知识介绍 1.1直流、单相交流、三相交流 1.2交流下有“同步和异步”的区别 同步异步指的是转子转速与定子旋转磁场转速是同步(相同)还是异步(滞后),因而只有交流能产生旋转磁场,只有交流电机有同步异步的概念。 同步电机——原理:靠“磁场总是沿着磁路最短的方向上走”实现转子磁极与定子旋转磁场磁极逐一对应,转子磁极转速与旋转磁场转速相同。特点:同步电机无论作为电动机还是发电机使用,其转速与交流电频率之间将严格不变。同步电机转速恒定,不受负载变化影响。 异步电机——原理:靠感应来实现运动,定子旋转磁场切割鼠笼,使鼠笼产生感应电流,感应电流受力使转子旋转。转子转速与定子旋转磁场转速必须有转速差才能形成磁场切割鼠笼,产生感应电流。 区别:(1)同步电机可以发出无功功率,也可以吸收;异步电机只能吸收无功。(2)同步电机的转速与交流工频50Hz电源同步,即2极电机3000转、4极1500、6极1000等。异步电机的转速则稍微滞后,即2极2880、4极1440、6极960等。(3)同步电动机的电流在相位上是超前于电压的,即同步电动机是一个容性负载。同步电动机可以用以改进供电系统的功率因素。 同步电机无法直接启动:刚通电一瞬间,通入直流电的转子励磁绕组是静止的,转子磁极静止;定子磁场立即具有高速。假设此瞬间正好定子磁极与转子磁极一一对应吸引,在定子磁极在极短的时间内旋转半周的时间之内,会对转子产生吸引力,半周之后将会产生排斥力。由于转子有转动惯量,转子不会转动起来,而是在接近于0的速度下左右震动。因此同步电机需要鼠笼绕组启动。转速差使其产生感应电流,而感应电流具有减小转速差的特性(四根金属棒搭成井形,内部磁场变密会减小面积,变疏会增加面积,阻止其变化趋势),因而会使转子转动起来,直到感应电流与转速差平衡(没有电流就不会有力,因而不会消除转速差,猜测与旋转阻力有关)。 1.3永磁、电磁、感磁(构成定子、转子) 永磁——永磁铁 电磁——通电线圈 感磁——无电闭合绕组、鼠笼 永磁和电磁大多数情况下可以互换,感磁需要有旋转磁场的场合才能用,在三相同步电机中经常作为启动与电磁/永磁共用于转子。 1.4有刷无刷 电机有刷和无刷对电机结构影响很大,刷指的是转子通电时的电刷换向器、或者滑环。

智能天线技术的工作原理概要

智能天线技术的工作原理 智能天线技术的工作原理,特征和技术优势分析 智能天线(SmartAntenna或IntelligentAntenna)最初应用于雷达,声纳及军用通信领域.近年来,现代数字信号 处理技术发展迅速,DSP芯片处理能力的不断提高和芯片价格的不断下降,使得 利用数字技术在基带形成天线波束成为可行,促使智能天线技术开始在.采用波束空间处理方式可以从多波束中选择信号最强的几个波束,以取得符合质量要求的信号,在满足阵列接收效果的前提下减少运算量和降低系统复杂度.波束赋型算法概况 智能天线技术研究的核心是波束赋型的算法.从是否需要参考信号(导频序列或导频信道)的角度来划分,这些算法可分为盲算法,半盲算法和非盲算法三类.非盲算法是指须借助参考信号的算法.由于发送时的参考信号是预先知道的,对接收到的参考信号进行处理可以确定出信道响应,再按一定准则(如著名的迫零准则)确定各加权值,或者直接根据某一准则自适应地调整权值(也即算法模型的抽头系数),以使输出误差尽量减小或稳定在可预知的范围内.常用的准则有 MMSE(最小均方误差),LMS(最小均方)和RLS(递归最小二乘)等等;而自适应调整则采取最优化方法,最常见的就是最大梯度下降法.盲算法则无须发送参考信号或导频信号,而是充分利用调制信号本身固有的,与具体承载信息比特无关的一些特征(如恒包络,子空间,有限符号集,循环平稳等)来调整权值以使输出误差尽量小.常见的算法有常数模算法(CMA),子空间算法,判决反馈算法等等.常数模算法利用了调制信号具有恒定的包络这一特点,具体又分最小二乘CMA算法,解析CMA算法,多目标LS-CMA算法等;子空间算法则将接收端包含有其它用户干扰及信道噪声的混合空间划分为信号子空间和噪声子空间,对信号子空间进行处理;判决反馈算法则由收端自己估计发送的信号,通过多次的迭代,使智能天线输出向最优结果不断逼近.非盲算法相对盲算法而言,通常误差较小,收敛速度也较快,但发送参考信号浪费了一定的系统带宽.为此,学者们又发展了半盲算法,即先用非盲算法确定初始权值,再用盲算法进行跟踪和调整.这样做一方面可综合二者的优点,一方面也是与实际的通信系统相一致的,因为通常导频信息不是时时发送而是与对应的业务信道时分复用的.智能天线的优点 智能天线可以明显改善无线通信系统的性能,提高系统的容量.具体体现在下列方面: 提高频谱利用率.采用智能天线技术代替普通天线,提高小区内频谱复用率,可以在不新建或尽量少建基站的基础上增加系统容量,降低运营商成本. 迅速解决稠密市区容量瓶颈.未来的智能天线应能允许任一无线信道与任一波束配对,这样就可按需分配信道,保证呼叫阻塞严重的地区获得较多信道资源,等效于增加了此类地区的无线网络容量. 抑制干扰信号.智能天线对来自各个方向的波束进行空间滤波.它通过对各天线元的激励进行调整,优化天线阵列方向图,将零点对准干扰方向,大大提高阵列的输出信干比,改善了系统质量,提高了系统可靠性.对于软容量的CDMA系统,信干比的提高还意味着系统容量的提高. 抗衰落.高频无线通信的主要问题是信号的衰落,普通全向天线或定向天线都会因衰落使信号失真较大.如果采用智能天线

第一讲 天线基本原理

第一讲天线基本原理 1、天线的基本概念 1.天线的作用 在任何无线电通信设备中,总存在一个向空间辐射电磁能量和从空间接收电磁能量的装置,这个装置就是天线。 天线的作用就是将调制到射频频率的数字信号或模拟信号发射到空间无线信道,或从空间无线信道接收调制在射频频率上的数字或模拟信号。 2.天线问题的实质 从电磁场理论出发,天线问题实质上就是研究天线所产生的空间电磁场分布,以及由空间电磁场分布所决定的电特性。空间任何一点的电磁场满足电磁场方程——麦克斯韦方程及其边界条件。因此,天线问题是时变电磁场问题的一种特殊形式。 从信号系统的角度出发,天线问题可以理解为考察由一个电磁波激励源产生的电磁响应特性。从通信系统的角度出发,天线可以理解为信号发射和接收器,收发天线之间的无线电信号强度满足通道传输方程和多径衰落特性。 3.对天线结构的概念理解 采用不同的模型,对天线可以有不同的理解。典型的模型比如:开放的电容 [思考] 野外电台或电视发射塔,无线电视或电台接收机,为什么能构成一个天线,其电流回路在什么地方? 开放的传输线 从传输线理论理解,天线可以看做是将终端开路的传输线终端掰 开。 TM mn型波导 将天线辐射看做是在4π空间管道中传输的波导,则对应的传输波型是TM型波,但在传输过程中不断遇到波导的不连续性,因此不断激励

高次模。 由电磁波源和电磁波传输媒质形成电磁波传输的机构 波的形成都需要波源和传输媒质。在一盆水中形成机械波纹,可以使用点激励源产生波,并在水面上传播。波的传播特性只与媒质特性有关而与波源无关。将一个肉包子扔出去,这个肉包子可能产生不同的结果,或者被狗吃了,或者掉在什么地方了,都与扔包子的人不再有任何关系。而对天线来说,馈点的激励源就是这种波源,天线导体和外界空间就是传输媒质。不过电磁波的传输媒质可以是真空。 [思考] 电磁波具有波粒二象性。频率越低,波动性越强;频率越高,粒子性越强。所以光波主要表现出粒子性,而长波表现出波动性。射频电磁波就是介于这二者之间的一种电磁波,它既有显著的波动性,又有显著的粒子性。只要认清这一点,许多问题就会变得易于理解。认清事物的本质规律我们才能很好地利用它,我们不能把一头驴当马使,否则就会出现许多荒唐的错误。有人认为射频很复杂,有人认为很简单,就是这个道理。 [哲学启示] 电磁波由于看不见,摸不着,所以在很多人看来它很抽象。但考虑到世界是普遍联系的,尽管不同的事物也有许多不相同点,但找到它们之间的联系,就能获得认识抽象事物的“火眼金睛”。 2、电磁场基本方程 1.麦克斯韦方程 (电生磁。若电场变化,则磁场随之变化) (磁生电。若磁场变化,则电场随之变化) (磁力线是无始无终的封闭闭合曲线) (电力线出发和终止于自由电荷)

2.4G 天线设计完整指南(原理、设计、布局、性能、调试)

本文章使用简单的术语介绍了天线的设计情况,并推荐了两款经过测试的低成本PCB天线。这些PCB天线能够与PRoC?和PSoC?系列中的低功耗蓝牙(BLE)解决方案配合使用。为了使性能最佳,PRoC BLE和PSoC4 BLE2.4GHz射频必须与其天线正确匹配。本应用笔记中最后部分介绍了如何在最终产品中调试天线。 1、简介 天线是无线系统中的关键组件,它负责发送和接收来自空中的电磁辐射。为低成本、消费广的应用设计天线,并将其集成到手提产品中是大多数原装设备制造商(OEM)正在面对的挑战。终端客户从某个RF产品(如电量有限的硬币型电池)获得的无线射程主要取决于天线的设计、塑料外壳以及良好的PCB布局。 对于芯片和电源相同但布局和天线设计实践不同的系统,它们的RF(射频)范围变化超过50%也是正常的。本应用笔记介绍了最佳实践、布局指南以及天线调试程序,并给出了使用给定电量所获取的最宽波段。

图1.典型的近距离无线系统 设计优良的天线可以扩大无线产品的工作范围。从无线模块发送的能量越大,在已给的数据包错误率(PER)以及接收器灵敏度固定的条件下,传输的距离也越大。另外,天线还有其他不太明显的优点,例如:在某个给定的范围内,设计优良的天线能够发射更多的能量,从而可以提高错误容限化(由干扰或噪声引起的)。同样,接收端良好的调试天线和Balun(平衡器)可以在极小的辐射条件下工作。 最佳天线可以降低PER,并提高通信质量。PER越低,发生重新传输的次数也越少,从而可以节省电池电量。 2、天线原理 天线一般指的是裸露在空间内的导体。该导体的长度与信号波长成特定比例或整数倍时,它可作为天线使用。因为提供给天线的电能被发射到空间内,所以该条件被称为“谐振”。 图2. 偶极天线基础 如图2所示,导体的波长为λ/2,其中λ为电信号的波长。信号发生器通过一根传输线(也称为天线馈电)在天线的中心点为其供电。按照这个长度,将在整个导线上形成电压和电流驻波,如图2所示。 输入到天线的电能被转换为电磁辐射,并以相应的频率辐射到空中。该天线由天线馈电供电,馈电的特性阻抗为50Ω,并且辐射到特性阻抗为377Ω的空间中。

无刷直流电机工作原理详解

无刷直流电机工作原理详解 日期: 2014-05-28 / 作者: admin / 分类: 技术文章 1. 简介 本文要介绍电机种类中发展快速且应用广泛的无刷直流电机(以下简称BLDC)。BLDC被广泛的用于日常生活用具、汽车工业、航空、消费电子、医学电子、工业自动化等装置和仪表。顾名思义,BLDC不使用机械结构的换向电刷而直接使用电子换向器,在使用中BLDC相比有刷电机有许多的优点,比如: 能获得更好的扭矩转速特性; 高速动态响应; 高效率; 长寿命; 低噪声; 高转速。 另外,BLDC更优的扭矩和外形尺寸比使得它更适合用于对电机自身重量和大小比较敏感的场合。 2. BLDC结构和基本工作原理 BLDC属于同步电机的一种,这就意味着它的定子产生的磁场和转子产生的磁场是同频率的,所以BLDC并不会产生普通感应电机的频差现象。BLDC中又有单相、2相和3相电机的区别,相类型的不同决定其定子线圈绕组的多少。在这里我们将集中讨论的是应用最为 广泛的3相BLDC。 2.1 定子 BLDC定子是由许多硅钢片经过叠压和轴向冲压而成,每个冲槽内都有一定的线圈组成了绕组,可以参见图2.1.1。从传统意义上讲,BLDC的定子和感应电机的定子有点类似,不过在定子绕组的分布上有一定的差别。大多数的BLDC定子有3个呈星行排列的绕组,每 个绕组又由许多内部结合的钢片按照一定的方式组成,偶数个绕组分布在定子的周围组成了偶数个磁极。

BLDC的定子绕组可以分为梯形和正弦两种绕组,它们的根本区别在于由于绕组的不同连接方式使它们产生的反电动势(反电动势的相关介绍请参加EMF一节)不同,分别呈现梯形和正弦波形,故用此命名了。梯形和正弦绕组产生的反电动势的波形图如图2.1.2和图 2.1.3所示。

第四代移动通信系统中的多天线技术

第四代移动通信系统中的多天线技术[转] (2008-09-15 15:46:44) 转载 分类:信息论与编码 标签: 杂谈 一、引言 由于第三代移动通信系统(3G)还存在一些不足,包括很难达到较高的通信速率,提供服务速率的动态范围不大,不能满足各种业务类型要求,以及分配给3G系统的频率资源已经趋于饱和等,于是人们提出了第四代移动通信系统(4G)的构想。4G的关键技术包括: (1)调制和信号传输技术(OFDM); (2)先进的信道编码方式(Turbo码和LDPC); (3)多址接入方案(MC-CDMA和FH-OFCDMA); (4)软件无线电技术; (5)MIMO和智能天线技术; (6)基于公共IP网的开放结构。 研究表明,在基于CDMA技术的3G中使用多天线技术能够有效降低多址干扰,空时处理能够极大增加CDMA系统容量。凭在提高频谱利用率方面的卓越表现,MIMO和智能天线成为4G发展中炙手可热的课题。 二、智能天线技术 智能天线最初用于雷达、声纳及军事通信领域。使用智能天线可以在不显著增加系统复杂程度的情况下满足服务质量和扩充容量的需要。 1.基本原理和结构 智能天线利用数字信号处理技术,采用先进的波束转换技术(switched beam technology)和自适应空间数字处理技术(adaptive spatial digital processing technology),判断有用信号到达方向(DOA)通过选择适当的合并权值,在此方向上形成天线主波束,同时将低增益旁瓣或零陷对准干扰信号方向。在发射时,能使期望用户的接收信号功率最大化,同时使窄波束照射范围外的非期望用户受到的干扰最小,甚至为零。 智能天线引入空分多址(SDMA)方式。在相同时隙、相同频率或相同地址码的情况下,用户仍可以根据信号空间传播路径的不同而区分。实际应用中,天线阵多采用均匀线阵或均匀圆阵。智能天线系统由天线阵;波束成形成网络;自适应算法控制三部分组成

天线的分类与选择

第二讲天线的分类与选择 移动通信天线的技术发展很快,最初中国主要使用普通的定向和全向型移动天线,后来普遍使用机械天线,现在一些省市的移动网已经开始使用电调天线和双极化移动天线。由于目前移动通信系统中使用的各种天线的使用频率,增益和前后比等指标差别不大,都符合网络指标要求,我们将重点从移动天线下倾角度改变对天线方向图及无线网络的影响方面,对上述几种天线进行分析比较。 2.1 全向天线 全向天线,即在水平方向图上表现为360°都均匀辐射,也就是平常所说的无方向性,在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束,一般情况下波瓣宽度越小,增益越大。全向天线在移动通信系统中一般应用与郊县大区制的站型,覆盖范围大。 2.2 定向天线 定向天线,在在水平方向图上表现为一定角度范围辐射,也就是平常所说的有方向性,在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束,同全向天线一样,波瓣宽度越小,增益越大。定向天线在移动通信系统中一般应用于城区小区制的站型,覆盖范围小,用户密度大,频率利用率高。 根据组网的要求建立不同类型的基站,而不同类型的基站可根据需要选择不同类型的天线。选择的依据就是上述技术参数。比如全向站就是采用了各个水平方向增益基本相同的全向型天线,而定向站就是采用了水平方向增益有明显变化的定向型天线。一般在市区选择水平波束宽度B为65°的天线,在郊区可选择水平波束宽度B为65°、90°或120°的天线(按照站型配置和当地地理环境而定),而在乡村选择能够实现大范围覆盖的全向天线则是最为经济的。 2.3 机械天线 所谓机械天线,即指使用机械调整下倾角度的移动天线。 机械天线与地面垂直安装好以后,如果因网络优化的要求,需要调整天线背面支架的位置改变天线的倾角来实现。在调整过程中,虽然天线主瓣方向的覆盖距离明显变化,但天线垂直分量和水平分量的幅值不变,所以天线方向图容易变形。 实践证明:机械天线的最佳下倾角度为1°-5°;当下倾角度在5°-10°变化时,其天线方向图稍有变形但变化不大;当下倾角度在10°-15°变化时,其天线方向图变化较大;当机械天线下倾15°后,天线方向图形状改变很大,从没有下倾时的鸭梨形变为纺锤形,这时虽然主瓣方向覆盖距离明显缩短,但是整个天线方向图不是都在本基站扇区内,在相邻基站扇区内也会收到该基站的信号,从而造成严重的系统内干扰。 另外,在日常维护中,如果要调整机械天线下倾角度,整个系统要关机,不能在调整天线倾角的同时进行监测;机械天线调整天线下倾角度非常麻烦,一般需要维护人员爬到天线安放处进行调整;机械天线的下倾角度是通过计算机模拟分析软件计算的理论值,同实际最佳下倾角度有一定的偏差;机械天线调整倾角的步进度数为1°,三阶互调指标为-120dBc。

自动化毕业论文智能无线技术简介

智能无线技术简介 智能天线原名自适应天线阵列(AAA,Adaptive Antenna Array),最初应用于雷达、声纳、军事方面,主要用来完成空间 滤波和定位,大家熟悉的相挂阵雷达就是一种较简单的自适应无 线阵。移动通信研究者给应用于移动通信的自适应无线阵起了一 个较吸引入的名字:智能无线,英文名为smart antenna或Intelligent antenna。 1.基本结构顾名思义自适应天线阵由多 个天线单元组成,每一个天线后接一个加权器(即乘以某一个系数,这个系数通常是复数,既调节幅度又调节相位,而在相控阵 雷达中只有相位可调),最后用相加器进行合并。这种结构的智 能天线只能完成空域处理,同时具有空域、时域处理能刀的智能 天线在结构上相对复杂些,每个天线后接的是一个延时抽头加权 网(结构上与时城FIR均衡器相同)。自适应或智能的主要含义 是指这些加权系数可以恰当改变自适应调整。上面介绍的其实是 智能天线用作接收天线时的结构,当用它进行发射时结构稍有变化,加权器或加权网络置于天线之前,也没有相加合并器。 2.工 作原理假设满足天线传输窄带条件,即某~人射信号在各天线单 元的响应输出只有相位差异而没有幅度变化,这些相位差异由人 射信号到达各天线所走路线的长度差决定。若人射信号为平面波(只有一个人射方向),则这些相位差由载波波长、人射角度、 天线位置分布唯一确定。给足~粗加权值,一定的人射信号强度,不同人射角度的信号由于在天线问的相位差不同,合并器后的输 出信号强度也会不同。以人射角为横坐标对应的智能无线输出增 益(dB)为纵坐标所作的图被称为方向图(天线术语),智能天 线的方向图不同于全向(omni-)天线(理想时为一直线),而

(整理)天线原理与设计习题集解答_第8_11章.

第八章 口径天线的理论基础(8-1) 简述分析口径天线辐射场的基本方 法。 答:把求解口径天线在远区的电场问题分为两部分: ①. 天线的内部问题; ②. 天线的外部问题; 通过界面上的边界条件相互联系。 近似求解内部问题时,通常把条件理想化,然后把理想条件下得到的解直接地或加以修正后作为实际情况下的近似解。这样它就变成了一个与外部问题无关的独立的问题了。 外部问题的求解主要有: 辅助源法、矢量法,这两种是严格的求解方法; 等效法、惠更斯原理法、几何光学法、几何绕射法,这些都是近似方法。 (8-2) 试述几何光学的基本内容及其在口径天线设计中的应用。 答:在均匀的媒质中,几何光学假设能量沿着射线传播,而且传播的波前(等相位面)处处垂直于射线,同时假设没有射线的区域就没有能量。 在均匀媒质中,射线为直线,当在两种媒质的分界面上或不均匀媒质传播时,便发生反射和折射,而且完全服从光的反射、折射定律。 B A l nds =? 光程长度: 在任何两个给定的波前之间,沿所有射线路径的光程长度必须相等,这就是光程定律。''PdA P dA = 应用: ①. 可对一个完全聚焦的点源馈电的天线系统,求出它在给定馈源功率方向图 为P(φ,ξ)时,天线口径面上的相对功率分布。 ②. 对于完全聚焦的线源馈电抛物柱面天线系统,口径上的相对功率分布也可 用同样类似的方法求解。 (8-3) 试利用惠更斯原理推证口径天线的远区场表达式。 解:惠更斯元产生的场: (1cos )2SP j r S SP jE dE e r βθλ-?= ?+?? 222)()(z y y x x r S S SP +-+-= r , r sp >>D (最大的一边)

常见电动机分类及原理

一、原理 1、基本原理:通电导线在磁场中会受到力的作用。 2、方向判定:力左电右:左手定则,摊开左手,使大拇指与其余四指垂直且在同一平面内,让磁感线垂直穿过手心,四指指向电流方向,则大拇指所指为导体受力方向;右手定则,摊开右手,使大拇指与其余四指垂直且在同一平面内,让大拇指指向导体运动方向,则其余四指所指为感应电流方向。 二、分类 1、按工作电源分类:直流电动机 交流电动机:单相交流电动机、三相交流电动机 2、按结构原理分类:异步电动机 同步电动机(转子转速与磁场转速是否同步) 3、按用途分类:驱动用电动机 控制用电动机:步进电动机(开环控制)、伺服电动机(闭环控制,更精确) 4、按转子结构分类:鼠笼型电动机 绕线型电动机 三、直流电动机 1、分类 A、按励磁方式(主磁场):永磁励磁电动机 电磁励磁电动机:他励,主绕组与电枢绕组分别供电 自励:并励,串励,复励 B、按有无电刷:有刷直流电动机 无刷直流电动机:永磁体转动,不同于有刷的机械换向,无刷采用电子换向,控制器件通过控制输入定子线圈中的电流来产生旋转磁场。 2、原理: 有刷直流电动机产品转子结构图

四、单相交流电动机 1、分类:分类口诀:单相电机分三种,分类方式看起动 分相起动第一种,分相又分电阻和电容 电容裂相分三类,起动、运行、双电容 罩极起动第二种,凸极隐极两类型 串励起动第三种,交流直流都可用 2、电容分相起动单相电机:定子中有主副两根绕组,主绕组较粗,电阻一般为几欧,副绕组较细,电阻一般十几欧到几十欧。主绕组与副绕组在空间上呈九十度,且因为负绕组支路

中电容的作用,两绕组上的电流在相位上相差九十度,以此来产生一个旋转磁场起动电机。转子为鼠笼式。 结构图 电路图 不断开是为了提高功率因数,增加转矩,但最佳运行电容往往不是最佳起动电容,所以有下面的双电容形式。

智能天线综述

文章编号:1006-7043(2000)06-0051-06 智能天线综述 肖炜丹,楼 吉吉,张 曙 (哈尔滨工程大学电子工程系,黑龙江哈尔滨150001) 摘 要:智能天线技术作为ITM -2000(International Mobile Telephone -2000,2000年全球移动电话)的核心技术之一,受到国内外移动通信业的高度重视.本文对智能天线的基本概念、基本原理和国内外研究现状等进行了综合论述,并讨论了其相关技术及应用和发展前景,最后对智能天线技术研究中的难点和应注意的问题发表了看法.① 关 键 词:智能天线;软件无线电;移动通信;ITM -2000;第二代移动通信系统;第三代移动通信系统中图分类号:TN911.25 文献标识码:A Summ arization of Sm art Antennas XIAO Wei-dan ,LOU Zhe ,ZAN G Shu (Dept.of Electronic Eng.,Harbin Engineering University ,Harbin 150001,China ) Abstract :Great attention is paid to the application of smart antennas by mobile communication trade both here and abroad as one of the key techniques for ITM -2000(International Mobile Telephone -2000).The paper presented basic concepts and principles of the smart antennas ,including its research situation at home and abroad ,and then discussed correlated technologies and potential applications.Finally ,the authors ’opinions were presented about the difficulties and the problems that should be considered in the research of smart antennas. K ey w ords :smart antenna ;software radio ;mobile communication ;ITM -2000;2G;3G 近年来全球通信事业飞速发展,通信业务的需求量越来越大,特别是第三代移动通信等新概念的出现,对通信技术提出了更高的要求.第三代移动通信系统的理想目标是有极大的通信容量,有极好的通信质量,有极高的频带利用率.在复杂的移动通信环境和频带资源受限的条件下达到这一目标,主要受3个因素的限制:1)多径衰落;2)时延扩展;3)多址干扰.为克服这些限制,仅仅采用目前的数字通信技术是远远不够的.近几年开始研究的移动通信的智能技术,即智能移动通信技术,包括智能天线、智能传输、智能接收和智能 化通信协议等,为克服和减轻这些限制,达到或接近第三代移动通信系统的理想目的,提供了最有力的技术支持,已成为第三代移动通信系统最重要的技术保证.而其中的智能天线技术以其独特的抗多址干扰和扩容能力,不仅是目前解决个人通信多址干扰、容量限制等问题的最有效的手段,也被公认为是未来移动通信的一种发展趋势,成为第三代移动通信系统的核心技术.为便于广大通信爱好者能够对智能天线技术有所了解,本文将从智能天线的概念、原理、相关技术及其应用做一简要介绍. ①收稿日期:2000-06-01;修订日期:2000-11-15 作者简介:肖炜丹(1975-),男,黑龙江哈尔滨人,哈尔滨工程大学电子工程系硕士研究生,主要研究方向:通信与信息系统. 第21卷第6期 哈 尔 滨 工 程 大 学 学 报 Vol.21,№.62000年12月 Journal of Harbin Engineering University Dec.,2000

天线概述

天线的分类和选择+天线材料选择的.txt 天线分为:1.全向天线2.定向天线(我们接触和用的基本是前两种)3.机械天线4.电调天线5.双极化天线。 下面主要介绍坛友们比较关心的定向和全向天线。感兴趣的朋友可以google或者baidu其他相关天线的详细资料。“相关资料提供下载”中提供简单介绍下载。) 天线介绍: 2.1 全向天线 全向天线,即在水平方向图上表现为360°都均匀辐射,(使用大功率网卡的朋友注意了,此类天线最好能离人体3米及以上,辐射对人体的伤害就不用说了吧)也就是平常所说的无方向性,在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束,一般情况下波瓣宽度越小,增益越大。全向天线在移动通信系统中一般应用与郊县大区制的站型,覆盖范围大。 2.2 定向天线 定向天线,在在水平方向图上表现为一定角度范围辐射,也就是平常所说的有方向性,在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束,同全向天线一样,波瓣宽度越小,增益越大。定向天线在移动通信系统中一般应用于城区小区制的站型,覆盖范围小,用户密度大,频率利用率高。 2.2.1个人见解:定向分为反射型和引向型定向 反射型:常见的有:双菱(叠双菱)(跟平板差不多。),长城(跟平板差不多)平板(方向角较大,一般用于覆盖,形用于接收角度广容易调试) 栅格(方向尖锐,常用于点对点)。此类天线主要靠反射信号到达振子来工作。 引向型:常见的有:8木(引导信号到主振子,多余的经反射振子,再次到达主振子)叠双菱是两者都有,主振子信号源:是前面引向菱,后面反射板。主要靠反射,所以定义反射型。 全向天线:常见的有9db.8db. 7db.6db.5db 2db 定向天线:叠双菱(N菱),平板,八木,栅格,卫--星锅,长城,开槽等等 注:排名分前后(个人推荐) 天线的选择: 本帖隐藏的内容需要回复才可以浏览 以上天线介绍主要偏重于发射,个人认为接收的原理和发射原理相类似。发射要考虑一个功率问题,因为如果天线做的不好,在功率过大的情况下,该发射出去的功率没有发射出去就很容易反过来(简单说就是驻波大,导致功率反噬)损坏机器。友情提醒一下:使用大功率路由和网卡的朋友,在不确定自制天线技术指标的情况下,尽量将功率调低一点,够用就好。 关于天线的选择,关键还是要看使用环境。如果是6层以下的小区环境,视野不太开阔20-50米之间就有阻挡物的,建议使用全向或者平板天线。个人推荐:9db,8db,7db,叠双菱,14DB平板。 如果是小高层,或者小区边缘环境(视野开阔,信号在远处)。建议使用八木,14db以上平板。此类天线建议在100-800米范围内使用。

天线的基础知识

天线的基础知识(2009-05-17 22:14:38) 1 天线工作原理及作用是什么? 天线作为无线通信不可缺少的一部分,其基本功能是辐射和接收无线电波。发射时,把高频电流转换为电磁波;接收时,把电滋波转换为高频电流。 2 天线有多少种类? 天线品种繁多,主要有下列几种分类方式: 按用途可分为基地台天线(base station antenna)和移动台天线(mobile portable antennas),还有就是手持对讲机用的天线(handhold transceiver antennas)。基地电台俗称棒子天线;车载天线俗称苗子;手台天线由于绝大部分是橡胶外皮的因此俗称橡胶天线或橡胶棒儿。 按工作频段可划分为超长波、长波、中波、短波、超短波和微波。 按其方向可划分为全向和定向天线。 3 如何选择天线? 天线作为通信系统的重要组成部分,其性能的好坏直接影响通信系统的指标,用户在选择天线时必须首先注重其性能。具体说有两个方面,第一选择天线类型;第二选择天线的电气性能。选择天线类型的意义是:所选天线的方向图是否符合系统设计中电波覆盖的要求;选择天线电气性能的要求是:选择天线的频率带宽、增益、额定功率等电气指标是否符合系统设计要求。因此,用户在选择天线时最好向厂家联系咨询或在往上对比分析其技术指标。 4 什么是天线的增益? 增益是天线的主要指标之一,它是方向系数与效率的乘积,是天线辐射或接收电波大小的表现。增益大小的选择取决于系统设计对电波覆盖区域的要求,简单地说,在同等条件下,增益越高,电波传播的距离越远,一般基地台天线采用高增益天线,移动台天线采用低增益天线。 5 什么是电压驻波比? 天线输入阻抗和馈线的特性阻抗不一致时,产生的反射波和入射波在馈线上叠加形成的磁波,其相邻电压的最大值和最小值之比是电压驻波比,它是检验馈线传输效率的依据,电压驻波比小于1.5,在工作频点的电压驻波比小于1.2,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

步进电机的种类、结构及工作原理

步进电机的种类、结构及工作原理 步进式伺服驱动系统是典型的开环控制系统。在此系统中,执行元件是步进电机。它受驱动控制线路的控制,将代表进给脉冲的电平信号直接变换为具有一定方向、大小和速度的机械转角位移,并通过齿轮和丝杠带动工作台移动。由于该系统没有反馈检测环节,它的精度较差,速度也受到步进电机性能的限制。但它的结构和控制简单、容易调整,故在速度和精度要求不太高的场合具有一定的使用价值。 1.步进电机的种类 步进电机的分类方式很多,常见的分类方式有按产生力矩的原理、按输出力矩的大小以及按定子和转子的数量进行分类等。根据不同的分类方式,可将步进电机分为多种类型,如表5-1所示。 表5-1 步进电机的分类 2.步进电机的结构

目前,我国使用的步进电机多为反应式步进电机。在反应式步进电机中,有轴向分相和径向分相两种,如表5--1所述。 图5--2是一典型的单定子、径向分相、反应式伺服步进电机的结构原理图。它与普通电机一样,分为定子和转子两部分,其中定子又分为定子铁心和定子绕组。定子铁心由电工钢片叠压而成,其形状如图中所示。定子绕组是绕置在定子铁心6个均匀分布的齿上的线圈,在直径方向上相对的两个齿上的线圈串联在一起,构成一相控制绕组。图5--2所示的步进电机可构成三相控制绕组,故也称三相步进电机。若任一相绕组通电,便形成一组定子磁极,其方向即图中所示的NS极。在定子的每个磁极上,即定子铁心上的每个齿上又开了5个小齿,齿槽等宽,齿间夹角为9°,转子上没有绕组,只有均匀分布的40个小齿,齿槽也是等宽的,齿间夹角也是9°,与磁极上的小齿一致。此外,三相定子磁极上的小齿在空间位置上依次错开1/3齿距,如图5--3所示。当A相磁极上的小齿与转子上的小齿对齐时,B相磁极上的齿刚好超前(或滞后)转子齿1/3齿距角,C相磁极齿超前(或滞后)转子齿2/3齿距角。 图5-2 单定子径向分相反应式伺服步进电机结构原理图

4G中的MIMO智能天线技术

4G中的MIMO智能天线技术 一、引言 智能天线通常也称作自适应天线阵列,可以形成特定的天线波束,实现定向发送和接收,主要用于完成空间滤波和定位。从本质上看,它利用了天线阵列中各单元之间的位置关系,即利用了信号的相位关系克服多址干扰及多径干扰,这是它与传统分集技术的本质区别。 MIMO系统是指在发射端和接收端同时使用多个天线的通信系统,其有效地利用随机衰落和可能存在的多径传播来成倍地提高业务传输速率。其核心技术是空时信号处理,即利用在空间中分布的多个时间域和空间域结合进行信号处理。因此,可以被看作是智能天线的扩展。 智能天线系统在移动通信链路的发射端/或接收端带有多根天线,根据信号处理位于通信链路的发射端还是接收端,智能天线技术被定义为多入单出(MISO,Multiple Input Si ngle Output)、单入多出(SIMO,Single Input Multiple Output)和多入多出(MIMO,Multiple Input Multiple Output)等几种方式。 For personal use only in study and research; not for commercial use 二、多入多出智能天线收发机结构及研究进展 从图1可以看出,比特流在经过编码、调制和空时处理(波束成行或空时编码)后,映射成不同的信息符号,从多个天线同时发射出去;在接收端用多个天线接收,进行相应解调、解码及空时处理。

For personal use only in study and research; not for commercial use 图1多输入多输出智能天线收发机结构 MIMO系统中的空时处理技术主要包括波束成形(beamforming)、空时编码(space-time coding)、空间复用(space multiplexing)等。波束成形是智能天线中的关键技术,通过将主要能量对准期望用户以提高信噪比。波束成形能有效地抑制共道干扰,其关键是波束成行权值的确定。 1.MIMO系统的发射方案 For personal use only in study and research; not for commercial use MIMO系统的发射方案主要分为两种类型:最大化数据率的发射方案(空间复用SDM)和最大化分集增益的发射方案(空时编码STC)。最大化数据率发射方案主要通过在不同天线发射相互独立的信号实现空间复用。空时编码的方案是指在发射端对数据流进行联合编码以减小由于信道衰落和噪声所导致的符号错误率,它通过在发射端的联合编码增加信号的冗余度,从而使信号在接收端获得分集增益,但空时编码方案不能提高数据率。 (1)空时编码一些文献中给出了大量的发射机制,这些机制分别可以使频谱效率最大、速率最高、信噪比(SNR,Signal to Noise Ratio)最大,它们都依赖信道状态信息(CSI,Channel State Information)在发射端和接收端的已知程度。CSI在接收端通过信道估计可以获得,然后,通过反馈可以通知发射端。 对于发射端不需要CSI的发射机制,可以引入空时编码或者采用空间复用增益来利用空间维数。空时编码主要分为空时格码和空时块码。接收到的信号通过最大似然(ML,Ma ximum Likelihood)译码器进行检测。最早的空时编码是空时格码STTC(Space-Time Tr ellis Code),在这种方式下,接收端需要多维维特比算法。STTC可以提供的分集等于发射天线的数目,提供的编码增益取决于码字的复杂度而无需牺牲带宽效率。空时分组编码(S

常见天线接头介绍

常见天线接头介绍 自从开始成为HAM,在倒腾车载苗子、手台外接天线、考虑装棒子这些问题中,常常遇到接口和馈线的选型方面的问题,特意整理了下网上淘来的这方面的介绍,供各位友台分享, 希望有点帮助 接头介绍 接头型号说明 现在我们将接头分有公头和母头 公头即是“口 母头即是“巧 那么型号要如何组合呢,首先我们把常用的型号种类列出来: 1、S L16接口;最早用于各种工程和早期的对讲机车载台中,该接口工艺简单,常用于普通 的连线,优点是: 结实耐用通。 2、L16接口;由SL16演变而来,该接口的防水防泄漏功能较好,现用于高端的机器中。 3、B NC接口;BNC接口又名为Q9,此接口拆装简易,现今用于监控、检测仪上等一些经常需要随时更换的设备上面。 4、TNC接口;由xx 260、建伍378等年代的机器演变而来,现新出的机器已经不用了。 5、M OTO接口;是MOTOROLA公司为车载式电台设备研制的,曾流行过一个阶段,后多改为BNC接口,现仅存较老款的机器上才使用。

6、SMA接口;现阶段手持对讲机最常见的接口,已经很普遍 下载( 131.73 KB) 2011-6-15 16:17 下载( 92.44 KB) 2011-6-15 16:17 ★ ★ ★馈线常识★★★ 馈线参数 下载( 8.42 KB) 2011-4-2 11:03 业余操作一般限于小功率(小于100W)和低高频电压(小于1KV)。通常不用考虑馈线的容量。 当使用功率超过100W的短波电台,则应选用较粗的馈线(例如一7),以避免发热。 常见的同轴线有50欧、75欧、100欧三种标称阻抗。业余通讯常用50 欧,虽然它的效率不是最高的。在选定了馈线阻抗(50欧)以后,最关键的是选择馈线的粗细,例如50- 3、50-

天线基本原理

第一讲天线基本原理 一、天线的基本概念 1.天线的作用 在任何无线电通信设备中,总存在一个向空间辐射电磁能量和从空间接收电磁能量的装置,这个装置就是天线。 天线的作用就是将调制到射频频率的数字信号或模拟信号发射到空间无线信道,或从空间无线信道接收调制在射频频率上的数字或模拟信号。 2.天线问题的实质 从电磁场理论出发,天线问题实质上就是研究天线所产生的空间电磁场分布,以及由空间电磁场分布所决定的电特性。空间任何一点的电磁场满足电磁场方程——麦克斯韦方程及其边界条件。因此,天线问题是时变电磁场问题的一种特殊形式。 从信号系统的角度出发,天线问题可以理解为考察由一个电磁波激励源产生的电磁响应特性。从通信系统的角度出发,天线可以理解为信号发射和接收器,收发天线之间的无线电信号强度满足通道传输方程和多径衰落特性。 3.对天线结构的概念理解 采用不同的模型,对天线可以有不同的理解。典型的模型比如: ●开放的电容 [思考] 野外电台或电视发射塔,无线电视或电台接收机,为什么能构成一个天线,其电流回路在什么地方? ●开放的传输线 从传输线理论理解,天线可以看做是将终端开路的传输线终端掰开。 ●TM mn型波导 将天线辐射看做是在4π空间管道中传输的波导,则对应的传输波型是TM型波,但在传输过程中不断遇到波导的不连续性,因此不断激励高次模。

由电磁波源和电磁波传输媒质形成电磁波传输的机构 波的形成都需要波源和传输媒质。在一盆水中形成机械波纹,可以使用点激励源产生波,并在水面上传播。波的传播特性只与媒质特性有关而与波源无关。将一个肉包子扔出去,这个肉包子可能产生不同的结果,或者被狗吃了,或者掉在什么地方了,都与扔包子的人不再有任何关系。而对天线来说,馈点的激励源就是这种波源,天线导体和外界空间就是传输媒质。不过电磁波的传输媒质可以是真空。 [思考] 电磁波具有波粒二象性。频率越低,波动性越强;频率越高,粒子性越强。所以光波主要表现出粒子性,而长波表现出波动性。射频电磁波就是介于这二者之间的一种电磁波,它既有显著的波动性,又有显著的粒子性。只要认清这一点,许多问题就会变得易于理解。认清事物的本质规律我们才能很好地利用它,我们不能把一头驴当马使,否则就会出现许多荒唐的错误。有人认为射频很复杂,有人认为很简单,就是这个道理。 [哲学启示] 电磁波由于看不见,摸不着,所以在很多人看来它很抽象。但考虑到世界是普遍联系的,尽管不同的事物也有许多不相同点,但找到它们之间的联系,就能获得认识抽象事物的“火眼金睛”。 二、电磁场基本方程 1.麦克斯韦方程 (电生磁。若电场变化,则磁场随之变化) (磁生电。若磁场变化,则电场随之变化) (磁力线是无始无终的封闭闭合曲线) (电力线出发和终止于自由电荷) 麦克斯韦方程的物理含义:变化的电场可以产生磁场,变化的磁场可以产生电场,这是电磁波可以脱离辐射体在空间存在的物理基础。 [思考] 自然界存在一些有趣的现象,尽管机理与电磁波不完全一致,但是其过程却可以帮助我们加深对我们问题的理解。请大家考虑一下,孩童吹肥皂泡时,肥皂泡能够

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