宽频段同相水平短波天线调配方法研究
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短波通信天线系统的优化与设计第一章引言短波通信作为一种重要的无线通信技术,在现代社会中扮演着重要角色。
短波信号可以在大范围内传输,并能克服障碍物的影响,具有抗干扰能力强的优势。
短波通信的天线系统在优化设计中起着至关重要的作用。
本文将重点探讨短波通信天线系统的优化与设计方法及其在实际应用中的意义。
第二章短波通信天线系统的基本原理短波通信天线系统的基本原理包括传输原理和天线系统原理两个方面。
传输原理主要包括调制解调、编码解码和调频等相关内容。
天线系统原理主要涉及天线的基本参数、辐射场图和天线阻抗匹配等。
第三章短波通信天线系统的优化方法3.1 天线形式的优化为了提高短波通信天线系统的性能,可以通过优化天线的形式进行改进。
例如,采用多元天线系统,能够提高天线系统的方向性和增益。
基于相控阵技术的天线系统可以实现波束的形成和指向性的调整,提高信号的传输质量。
此外,近年来,人们也开始研究应用人工智能算法来优化天线的形式,提高天线对信号的接收和发射能力。
3.2 天线位置的优化天线的位置选择对短波通信天线系统的信号传输质量有着重要影响。
合理选择天线的位置和布局,能够减少信号的传输损耗和多径效应的影响。
通过合适的方位角和仰角选择,可以将信号的传输方向调整到最有效的位置。
此外,考虑到环境因素的影响,也需要进行合理的天线高度选择,以最大限度减少天线系统对周围环境的影响。
3.3 天线参数的优化短波通信天线系统的重要参数包括增益、辐射方向图、输入阻抗等。
通过优化这些参数,可以提高天线系统的性能。
增益是衡量天线系统接收和发射能力的重要指标,可以通过改变天线的尺寸和形状来提高增益。
同时,辐射方向图的优化可以使天线系统在特定方向上具有更好的指向性,减少信号的传输损耗。
此外,更好的输入阻抗匹配能够减少信号的反射损耗和回波影响。
第四章短波通信天线系统的设计注意事项4.1 考虑频段要求短波通信天线系统的设计要根据实际应用频段的要求进行。
短波电台的天线安装和调试方法短波电台是一种非常重要且广泛应用的通信工具,它在无线通信领域中发挥着至关重要的作用。
而在短波电台的建设和运行中,天线作为短波电台的重要组成部分,对无线通信质量和传输距离有着至关重要的影响。
因此,正确安装和调试天线,对于保持和优化短波电台的性能至关重要。
本文将介绍短波电台天线的安装和调试的方法,以帮助读者进行正确的操作。
在开始之前,请确保已经明确了天线的类型和规格,并具备一定的电台基础知识。
一、天线安装1. 选择合适的安装位置:天线的性能和效果与其安装位置有密切关系。
首先,尽量选取远离其他大型建筑物、高压电缆和高压导线的开阔地带。
这可以减少和避免电磁干扰对天线工作的影响。
其次,天线需要避免过度接近金属结构物,如建筑物或高塔,以防止信号强度的衰减。
最后,为了保证天线的安全性和稳定性,选择坚固的支架或塔架作为天线的支撑结构。
2. 安装天线支撑结构:根据天线的类型和重量,选择合适的天线支撑结构进行安装。
一般情况下,金属塔架和高塔是安装天线的常见选择,可以提供稳定的支撑。
在安装时,确保天线支撑结构的垂直度和平整度,这对于天线的正常工作至关重要。
3. 连接馈电线缆:根据天线支撑结构的高度,正确选择合适的馈电线缆,并使用合适的工具进行连接。
在连接时,务必保证连接牢固,防止线缆受到风吹等外力的干扰。
此外,在使用电缆连接器时,要进行防水处理,以确保天线系统的可靠性。
二、天线调试1. 调整天线方向:天线的方向对于短波电台的通信效果至关重要。
在调试天线时,根据实际需求和通信目标,调整天线的方向。
一般情况下,可以通过调整天线支撑结构的转向系统或通过旋转整个塔架来实现。
调整时,通过监测信号强度或使用天线分析仪等专业设备进行信号测量,找到接收到最强信号的方向,以确保最佳的通信效果。
2. 检查和优化馈电系统:馈电系统是天线和短波电台之间的重要连接部分。
在调试天线时,检查和优化馈电系统对电台的性能提升具有重要作用。
短波天线设计与性能研究一、引言随着无线电通信技术的不断进步,短波通信作为一种广泛使用的通信方式,被越来越多的人所青睐。
在短波通信中,天线作为直接与空气接触的设备,对通信距离和信号传输质量有着至关重要的影响。
因此,短波天线的设计和性能研究愈发受到人们的关注。
本文将探讨短波天线的设计方法、常见天线类型、性能指标以及相应的优化方法。
二、天线设计方法在短波天线的设计中,需要考虑天线的尺寸、形状以及电学参数等多个方面。
以下是一些常见的天线设计方法:1. 经验法经验法是指基于实验数据和经验公式来确定天线的尺寸和形状。
这种方法在早期应用较为广泛,但是由于其缺乏理论算法支持,精度有限,已逐步被其他设计方法取代。
2. 电磁仿真法电磁仿真法是指利用计算机软件模拟天线在电磁场中的运行情况,预测天线的性能指标。
常见的电磁仿真软件有CST、HFSS等。
这种方法具有高精度、快速、可重复性好等优点。
3. 优化法优化法是指通过对天线的几何尺寸和电学参数进行多次修改和优化,使得天线的性能指标达到最优。
常见的优化算法有遗传算法、粒子群算法等。
这种方法可以大幅提高天线的性能。
三、常见短波天线类型在短波通信中,常见的天线类型主要有以下几种:1. 垂直天线垂直天线也称为垂直偶极天线,具有较好的全向性,适合于近距离通信和轮廓线比较平坦的地形。
常见的垂直天线有垂直半波长天线、垂直1/4波长天线等。
2. 水平天线水平天线也称为水平偶极天线,具有较好的指向性和远距离通信能力,适合用于中远距离通信。
常见的水平天线有水平全波长天线、水平半波长天线等。
3. 组合天线组合天线是指将不同类型的天线组合在一起使用,以达到最佳的通信效果。
常见的组合天线包括水平天线和垂直天线结合的单元天线、水平天线与垂直天线叠置的交替天线等。
四、常见短波天线性能指标及优化方法天线的性能指标包括增益、驻波比、方向性、极化等多个方面。
以下将具体讲述常见的指标和相应的优化方法:1. 增益增益是指天线将收到的无线电信号转换成有用信号的能力。
浅谈短波同相水平天线幕的维护调整作者:陈成辉来源:《科技资讯》2016年第18期摘要:文章主要论述了短波同向水平天线幕维护调整过程中出现的问题。
阐明做好天线幕调整的重要性。
依据工作实践经验总结出日常巡视、维护过程中对短波同向水平天线幕进行观测的方法。
并在工程实践的基础上总结出一套系统的调整方案。
关键词:短波同相水平天线幕问题分析维护调整中图分类号:TN94 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2016)06(c)-0036-02随着近年来短波同相水平天线数量的大幅增加,天线幕维护调整的任务也越来越重。
天线幕维护的好坏直接关系到播音安全及播音质量。
同时天线幕调整又是一项系统性工程,开展起来难度较大,对相关人员的技术要求较高。
为了使广大从事天线维护的工作人员能够更加重视天线维护,更好地提高天线维护水平。
下面就结合近年来天线维护的实践经验,谈谈短波同向水平天线幕的维护调整,与大家一起探讨。
1 短波同相水平天线幕维护调整过程中出现的问题分析短波天线幕的调整是天线维护工作中一项很重要的工作,但在实际维护调整过程中还是出现较多问题。
主要表现为:(1)天线维护人员思想上不重视。
(2)天线维护人员没有掌握天线幕的观测方法。
(3)在维护调整时就是简单地对大吊线的螺旋扣进行粗犷的调整来达到调整天线的目的。
常常在调整时还会遇到大吊线的螺旋扣一整根旋到头了天线幕没起来,或者是天线幕起来了高度多少又没有标准,同时铁塔的垂直度又偏离了允许值。
待到把铁塔垂直度调整好了,天线幕的张力又过大,使得天线幕上的棒形绝缘子受力过大经常断裂,造成停播。
2 短波同相水平天线幕调整的重要性首先我们先了解一下短波同相水平天线的物理结构。
短波同相水平天线系统是由铁塔、大吊线、发射振子、八字线等构件组成的。
其在长期使用后,由于塔桅拉绳的松弛,铁塔垂直度的变化、自然灾害以及大吊线的编插结构发生延伸等因素,均会使天线幕发生下沉现象,根据天线架设高度H与仰角△的关系公式:H=λ/4sin△,在波长λ不变的情况下,高度变化会引起仰角的变化,造成天线的实际仰角与天线的设计仰角(通信最佳辐射仰角)不一致,使信号覆盖区发生变化。
宽频段同相水平短波天线调配方法研究【摘要】由于宽频段同相水平短波天线调配复杂、难度大。
为此,利用我台更换爆皮短截线的机会重新对天线调配方法进行研究,并尝试采用冷调和热调相结合的方法重新对天线进行调配,满足技术要求,天线匹配效果好。
【关键词】宽频;同相水平;短波天线调配一、引言我台于前几年更换了两部大功率PSM短波发射机,并重新架设了宽频段同相水平短波天线,馈线采用6线双笼型馈线,同时采用四线平衡短截线进行调配。
其中一部天线主要播6115khz和4900khz两个频率,经过厂家和专家多次调配,在机房窗口处测得驻波比分别为1.36和1.45,即行波系数为0.735和0.68,没有达到双频行波系数为0.8以上的技术要求。
近期,在天线巡检中,发现馈线出现不同程度的爆皮现象,特别在用于调配的短截线爆皮率超过70%。
究其原因,除了铜包钢质量问题外,天线不匹配是其主要原因,在不匹配的短波天线系统中,天线不能从发射机获得最大有效功率;传输线上会形成严重的驻波,增大了传输线损耗;同时,馈线上电压波腹点电压高,容易打火,久而久之就产生爆皮现象。
为此,利用更换爆皮短截线的机会重新对天线调配方法进行研究,并尝试采用冷调和热调相结合的方法重新对该天线进行调配,满足技术要求,天线匹配效果非常好。
二、短截线匹配基本原理1.短截线单频匹配原理短波天线的输入阻抗是随工作频率而变化的复数阻抗,把它作为负载与传输线连接,将在传输线上呈驻波状态。
解决天线与馈线的匹配问题,常采用馈线上接入短截线的方法。
短截线是指长度小于二分之一波长的传输线,分为开路线和短路线,其匹配原理相同。
由于短路线的长度在实际中易于调整,故多采用短路线短截线。
匹配原理是:在传输线上选择一适当的位置如图1所示的AB点,由这一位置向天线看去的阻抗是这样一个复数阻抗,其等效导纳的电导Gx等于传输线特性阻抗W的倒数,其电纳Bx由在这一位置外加的短路线来平衡掉。
因为由AB端向短路线看去的输入导纳是一电纳,它与Bx在数值上相等、符号相反,这样在AB端并联的两个电纳产生并联谐振,于是消除了电纳的作用,使AB端的总阻抗是一纯电阻,且等于传输线特性阻抗W。
vhf天线宽频匹配方法VHF天线宽频匹配方法引言:VHF(Very High Frequency)天线是一种用于接收和发送无线电信号的天线,通常用于电视、无线电通信和雷达等应用领域。
而天线的宽频匹配是指天线能够在一定频率范围内实现良好的匹配,以提高信号传输效果和接收灵敏度。
本文将介绍几种常见的VHF天线宽频匹配方法。
一、平行线传输线法平行线传输线法是一种常见的VHF天线宽频匹配方法。
在这种方法中,通过在传输线上添加合适的电感或电容元件,可以实现天线的宽频匹配。
具体来说,可以在天线的馈电点处串联电感和电容,以调整天线的阻抗匹配。
通过选择合适的电感和电容数值,可以使得天线在一定频率范围内保持良好的匹配。
二、天线负载调谐法天线负载调谐法是另一种常见的VHF天线宽频匹配方法。
在这种方法中,通过在天线的负载端添加一个可调谐的元件,例如可变电容或可变电感,来实现天线的宽频匹配。
通过调整可调谐元件的数值,可以使得天线在不同频率下的阻抗匹配达到最佳状态。
三、天线长度调整法天线长度调整法是一种简单而有效的VHF天线宽频匹配方法。
在这种方法中,通过调整天线的长度来实现宽频匹配。
具体来说,可以通过增加或减少天线的长度,使得天线在不同频率下的阻抗匹配更加理想。
当天线长度适合时,天线能够在一定频率范围内保持较佳的匹配。
四、阻抗转换器法阻抗转换器法是一种常用的VHF天线宽频匹配方法。
在这种方法中,可以使用阻抗转换器来实现天线的宽频匹配。
阻抗转换器是一种电路元件,可以将天线的阻抗与接收或发送设备的阻抗匹配起来。
通过使用合适的阻抗转换器,可以使得天线在一定频率范围内保持较好的匹配。
五、波导天线法波导天线是一种特殊的VHF天线,其宽频匹配方法也有所不同。
波导天线通过选择合适的波导尺寸和结构,使得天线在一定频率范围内能够实现宽频匹配。
波导天线的宽频匹配方法主要是基于波导的特性和模式,通过调整波导的尺寸和结构参数,使得天线在特定频率下的阻抗匹配得到优化。
天线调试匹配方法天线匹配是指对天线进行调试和优化,以使其与所连接的无线电电路或指定频率的无线电信号达到最佳匹配,从而实现最大功率传输或最佳接收灵敏度。
下面将详细介绍天线调试匹配的方法和步骤。
一、天线参数的关系天线的参数与频率有密切的关系,其中包括工作频率、阻抗、谐振频率、增益、方向性等。
在天线调试匹配时,需要首先了解天线的参数。
1.工作频率:天线的工作频率是指天线设计的频段,通常表示为中心频率和带宽。
在进行天线调试匹配时,需要确认实际工作频率是否与设计频率相符。
2.阻抗:天线的阻抗是指天线对外部电路的阻力和反射损耗。
天线与外部电路的阻抗匹配是天线调试匹配的核心内容之一3.谐振频率:天线的谐振频率是指在特定频率下,天线的电感或电容达到谐振状态。
在调试匹配时,需要根据需求调整天线的谐振频率。
4.增益:天线的增益是指天线辐射或接收的信号相对于参考天线(一般为全向天线)的能力。
调试匹配时,也需要关注天线的增益。
5.方向性:天线的方向性是指天线在一些方向上辐射或接收信号的能力相对于其他方向的能力。
方向性天线的调试匹配需要考虑天线的辐射方向和信号强度。
二、天线调试匹配的方法1.实验法:(1)频率扫描法:通过在设定频率范围内逐渐调整天线的参数,如长度、形状等,观察天线输出的功率或接收到的信号强度的变化。
找到最佳参数配置,以实现天线与电路之间的最佳匹配。
(2)阻抗调整法:通过改变天线输入端的附加电路或阻抗匹配网络,使得天线的输入阻抗与电路的输出阻抗相匹配。
常用的阻抗调整方法有线匹配、返料匹配、变压器匹配等。
2.理论法:(1)天线建模:通过使用计算机软件进行天线设计和仿真,根据天线的结构和参数变化,预测天线输出功率或接收到的信号强度的变化。
通过这种方法可以快速定位可能的问题,并指导调试匹配的过程。
(2)天线测量:使用天线测试仪器进行天线参数测量,如输入阻抗,驻波比等,以了解天线的实际性能。
这些测量结果可帮助分析天线与电路之间的匹配问题,并指导调试匹配的步骤。
天线调试方法及步骤小天线调试方法及操作步骤1天线的安装依据天线生产厂家对天线各部位的理论设计尺寸,对天线各个部位进行调整,譬如天线馈源的位置、副面位置、副面支撑杆等等。
2对星操作1)依据地球站天线的地理位置和卫星经度计算地球站天线对准卫星的方位角、俯仰角和极化角;2)依据计算的地球站天线对准卫星的极化角,粗调天线极化;3)使用地质罗盘,将天线转动至计算的方位角和俯仰角附近;4)与馈源连接LNA(或LNB),连接电缆至频谱仪。
使用频谱分析仪作为信号接收机,置入卫星信标频率(注意若使用LNB,下行频率为变频后的频率,并注意接入频谱仪的信号没有直流成分),转动天线搜索卫星信标信号。
5)找到卫星信标信号后,依次微调天线方位和俯仰,在信号最大处停止转动。
6)天线对准卫星,要调整天线极化与卫星极化匹配。
方法:一般卫星上有水平和垂直两个信标,将频谱仪置入反极化信标频率。
转动天线极化,将频谱仪显示的反极化信标信号调至最小,此时天线主极化处于最佳状态;7)判断天线是否对准卫星。
正常情况下,转动天线方位或者俯仰,信号的每个第一旁瓣电平从最大值下降-14dB以下,说明天线对准卫星。
8)小站对准卫星(利用频谱仪接收信标,直至信号电平最大,此时天线方位俯仰的任何变化都会使信号电平降低);9)调整到主极化位置,使接收到的主极化信标电平最大;10)调整到交叉极化位置,使接收到的主极化信标电平最小,并记录此时反极化信标电平值;11)调整回主极化位置,使接收到的反极化信标电平最小;12)小站发射单载波,主站测试此时的发射极化隔离度;13)如果发射极化隔离度大于等于30dB,则不需要再调整馈源;14)如果发射极化隔离度小于30dB,则需要调整馈源,使发射极化隔离度满足要求;15)再次测试接收的反极化信标电平,并计算此时的接收极化隔离度;16)最终调整的目标应使发送和接收极化隔离度均大于等于30dB;17)发射极化隔离度测试时的频谱图由中国卫通负责记录并提交给移动公司;3天线加固及作标记方法安装时可以采取以下几种方式来改善天线的抗风性能:1)现场调整好后,根据当地情况,采取辅助措施增强抗风能力,例如:加焊筋、风口方向加围墙等。
天线调试匹配方法天线调试是指根据不同的需求和条件来调整天线的性能和参数,以获得最佳的工作效果和性能。
天线调试匹配是天线调试的一个重要方面,通过调整天线与发射或接收设备之间的匹配,可以最大限度地提高天线的性能。
天线调试匹配的目标是使天线的输入阻抗与发射或接收设备的输出(或输入)阻抗之间达到最佳匹配。
当输入阻抗与输出阻抗之间存在差异时,会引起一些问题,如信号反射、信号损耗、波形失真等。
通过匹配网络的调整,可以改善这些问题,提高信号传输质量和接收灵敏度。
在进行天线调试匹配时,需要考虑以下几个关键因素:1.阻抗匹配:阻抗匹配是天线调试匹配的核心内容。
一般来说,天线的设计阻抗是50欧姆。
如果发射或接收设备的输出(或输入)阻抗无法与之匹配,就需要采用合适的匹配网络进行调整。
常用的匹配网络有二分之一波长变压器、LC并联网络、LC串联网络等。
2.频率调整:天线的工作频率是调试匹配的另一个重要因素。
天线的工作频率会影响到天线的大小、形状以及其他参数。
要根据实际需求和设备的工作频率来调整天线的匹配。
一般来说,调整天线的频率可以通过改变天线的长度、增加或减少天线的辐射元件等方式实现。
3.天线辐射方向性:天线的辐射方向性是调试匹配的另一个关键因素。
一般来说,天线的辐射方向性与天线的尺寸和形状有关。
要根据实际需求和环境条件来调整天线的辐射方向性。
调整天线的辐射方向性可以通过改变天线的辐射元件的尺寸、改变天线的辐射面积等方式实现。
4.天线增益和效率:天线的增益和效率是天线调试匹配的重要指标。
天线的增益和效率会影响到天线的信号传输质量和接收灵敏度。
要根据实际需求和应用场景来调整天线的增益和效率。
调整天线的增益和效率可以通过改变天线的尺寸、形状、辐射元件的设计以及增加辅助元件等方式实现。
在进行天线调试匹配时,还需要注意以下几点:1.温度效应:天线的性能和参数会受到环境温度的影响。
因此,在进行天线调试匹配时,需要考虑到环境温度的变化对天线的影响,并进行相应的调整。
短波天线宽带匹配网络设计的若干研究邱宇【摘要】随着我国科技的不断进步,人们对于短波天线宽带的使用方式有了更高的要求。
因此笔者讨论了短波天线宽带匹配网络设计,并结合讨论的结果给出了优化设计的目标函数,在数值分析的基础上采用一种改进型的遗传算法。
【期刊名称】《黑龙江科技信息》【年(卷),期】2016(000)016【总页数】1页(P95-95)【关键词】短波天线;宽带;网络设计【作者】邱宇【作者单位】国家新闻出版广电总局2021台,黑龙江齐齐哈尔 161000【正文语种】中文随着社会的不断发展,短波天线宽带匹配网络的设计问题一直受到人们的重视,因此笔者在统计学的理论上研究出来一种快速的、适应性强的、遗传算法。
这种遗传算法对于短波天线宽带匹配网络优化设计比较适用。
笔者在这里提出了一种集总加载天线,同时对集总加载天线匹配网络的设计方案进行了优化,集总加载天线中天线是一个鞭状天线,采取在距离馈电点处接入一个复阻抗的方式,这个复阻抗采用的是并联的形式。
对于天线匹配网络采用的是T型,或者是π型,但是这里所使用的支路采用的连接方式不再是并联,而是串并联形式。
笔者以π型网络做为例子进行探讨,其中串联支路顾名思义使用的是串联的方式,并联支路使用的是并联的形式[1]。
它包括的匹配网络结构的形式非常之多,这就意味着只需要将这些元件的值设置为零,或者是设置成无穷大。
在这里所需要解决的问题是属于合理的选择加载位置、以及加载值,同时设计一个宽带匹配网络,从而使得天线的频率达到规定的范围。
从理论上,可以清楚的了解到集总加载形式的天线为单极天线,对单极天线采用的计算其电流分布的方法是矩量法。
对于函数采用的都是分段正弦函数,那么对于细圆柱天线的抗拒阵元素的公式中,可以看出当频率确定的时候,广义的阻抗矩阵是不会发生改变的,这就意味着广义的阻抗矩阵只和基函数,以及全函数使用的形式有关。
当加载阻抗在不断变化的时候,只有广义电压矩阵在随着加载阻抗的变化而变化,这就意味着只需要在广义的阻抗矩阵的基础上做出一点点的变动就即可[2]。
短波电台天线操作方法
操作短波电台天线的方法如下:
1.调整天线长度:根据要接收或发送的频率选择适当的天线长度。
天线长度可以通过添加或移除天线的节段来调整。
2.选择天线型式:常见的短波天线类型包括偶极子天线、垂直天线和对数周期天线等。
根据实际需求选择合适的天线型式。
3.安装天线:将天线固定在适当高度的支架上。
确保天线垂直且稳固,避免与其他金属物体接触。
4.连接天线:将天线电缆连接到电台的天线接口上。
使用合适的连接器,确保连接牢固无松动。
5.调谐天线:通过调整天线的长度或电容装置来匹配电台的输出阻抗。
调谐天线可以提高电台的性能和传输效果。
6.定期维护:定期检查天线连接是否松动,清除可能的杂物积聚,并检查天线线缆是否损坏。
必要时,进行修复或更换。
需要注意的是,操作天线时应注意安全,避免不必要的触电风险。
在操作之前,
最好查阅相关的天线使用手册或咨询专业人士以获得更详细的指导。
天线调试匹配方法[精选]第一篇:天线调试匹配方法[精选]通常对某个频点上的阻抗匹配可利用SMITH圆图工具进行, 两个器件肯定能搞定, 即通过串+并联电感或电容即可实现由圆图上任一点到另一点的阻抗匹配, 但这是单频的。
而手机天线是双频的, 对其中一个频点匹配,必然会对另一个频点造成影响, 因此阻抗匹配只能是在两个频段上折衷.在某一个频点匹配很容易,但是双频以上就复杂点了。
因为在900M完全匹配了,那么1800处就不会达到匹配,要算一个适合的匹配电路。
最好用仿真软件或一个点匹配好了,在网络分析仪上的S11参数下调整,因为双频的匹配点肯定离此处不会太远。
,只有两个元件匹配是唯一的,但是pi 型网络匹配,就有无数个解了。
这时候需要仿真来挑,最好使用经验。
仿真工具在实际过程中几乎没什么用处。
因为仿真工具是不知道你元件的模型的。
你必须要输入实际元件的模型,也就是说各种分布参数,你的结果才可能与实际相符。
一个实际电感器并不是简单用电感量能衡量的,应该是一个等效网络来模拟。
本人通常只会用仿真工具做一些理论的研究。
实际设计中,要充分明白Smith圆图的原理,然后用网络分析仪的圆图工具多调试。
懂原理让你定性地知道要用什么件,多调是要让你熟悉你所用的元件会在实际的圆图上怎么移动。
(由于分布参数及元件的频率响应特性的不同,实际件在圆图上的移动和你理论计算的移动会不同的)。
双频的匹配的确是一个折衷的过程。
你加一个件一定是有目的性的。
以GSM、DCS双频来说,你如果想调GSM而又不太想改变DCS,你就应该选择串连电容、并联电感的方式。
同样如果想调DCS,你应该选择串电感、并电容。
理论上需要2各件调一个频点,所以实际的手机或者移动终端通常按如下规律安排匹配电路:对于简单一些的,天线空间比较大,反射本来就较小的,采用Pai型(2并一串),如常规直板手机、常规翻盖机;稍微复杂些的采用双L型(2串2并):对于更复杂的,采用L +Pai型(2串3并),比如用拉杆天线的手机。
制作短波天线常用的短波天线主要分为3类,第一类是垂直天线(GP),第二类是偶级天线(DP),第三类为八木天线(YAGI)。
除此之外,还有框型、钻石型、碟型等等,这里我们主要讨论前三类天线,其中重点探讨偶级天线及其变形。
从使用来看,GP天线主要用于近距离—中距离通讯,尤其是近距离通讯依靠地波传送,效果非常好。
而DP天线的近距离通讯效果很不好。
由于高度的限制,不可能架设很高的天线,一般来说5-10米高度的GP天线适合自己架设。
通常GP天线用于21-29M频段较为普遍,再低的频段就不再使用GP天线了。
此外,GP天线的防雷也比较难做,总不可能在天线旁边树一根比天线还高的铁管做避雷针吧?这是一支典型的DP天线的结构,其中红色部分为绝缘子,和两端的牵引绳隔开。
主振子长度为1/2波长*0.95缩短率。
为何要采用1/2波长呢?这是因为1/2波长中心抽头后两端各为1/4波长,这样天线的阻抗为50欧姆,才能够和发射机相匹配。
DP天线主要采用天波通讯,远距离通讯的效果非常好,且架设简单,不需要竖起很高的天线,制作成本低廉,因此为大多数无线电爱好者所采用。
DP天线有许多变形,下面我向大家一一做个介绍。
倒"V"天线,这是DP天线的一种变形方式,这样做的一则可以节省天线的占地面积,另一方面,可以改善原先DP天线的近距离地波通讯效果。
但这样做之后,天线具有了方向性,参见图中的最大辐射方向。
由于短波发射机可以工作在0-30M的各个波段,因此单一长度的天线就不能满足我们的需要了,而为每一个波段分别制作一根天线又不现实。
这样,我们就需要一根多波段的倒"V"天线。
这样做的好处是节省占地面积,又不需要几根天线来回切换。
但这样做的坏处是各波段振子相互影响,需要逐个修剪振子的长度,以达到最佳的匹配状态。
偶级天线需要制作两半一模一样的振子,对于有经验的HAM来说,一个小时就可以制作完成一副多波段天线。
天线频段和波束宽度的关联性天线频段和波束宽度的关联性摘要:天线频段和波束宽度是通信系统中两个重要的参数。
天线频段指的是天线操作的无线电频率范围,而波束宽度描述了天线主瓣的方向性。
本文将深入研究天线频段和波束宽度之间的关联性,并探讨它们在无线通信系统中的应用。
引言:在现代无线通信系统中,天线是关键组成部分之一。
天线频段和波束宽度是设计和优化无线系统时需要考虑的重要参数。
天线频段确定了可以使用的无线电频率范围,而波束宽度决定了天线的方向性和覆盖范围。
理解天线频段和波束宽度之间的关联性对于无线通信系统的设计和性能优化至关重要。
一、天线频段的定义和特点:天线频段是指天线在操作中可以使用的无线电频率范围。
不同频段的特定频率范围在无线通信系统中具有不同的用途和性能。
1.1 低频天线频段:低频天线频段通常包括AM广播等应用。
这些频段具有较大的波长和较低的带宽需求,适用于长波和中波通信。
然而,由于波长较大,天线尺寸也会较大,限制了其在移动通信系统中的应用。
1.2 中频天线频段:中频天线频段涵盖了一些常见的通信标准,如无线局域网(WiFi)和蜂窝通信(2G、3G和4G)。
这些频段的波长适中,使得天线尺寸适中,并具有较高的带宽需求。
1.3 高频天线频段:高频天线频段一般用于毫米波通信和卫星通信。
这些频段具有更短的波长,并且需要较高的天线方向性和波束宽度,以实现高达的传输速率和覆盖范围。
二、波束宽度的定义和影响因素:波束宽度是描述天线主瓣方向性的参数。
它表示天线辐射能量主要集中在其主瓣内的角度范围。
2.1 天线尺寸:天线尺寸是决定波束宽度的重要因素之一。
较大的天线尺寸通常会导致较小的波束宽度,因为较大的天线能够提供更高的方向性和增益。
2.2 阵列天线:阵列天线是由多个天线组成的系统。
通过控制不同天线的相位和振幅,可以实现更精确的波束控制。
阵列天线可以根据需求调整波束宽度,并实现指向不同方向的能力。
2.3 信号频率:信号频率也会对波束宽度产生影响。
一种短波相控阵天线设计研究秦晋平;史伟;王华旭;石海东【摘要】基于短波同相水平天线,设计出一种短波相控平面阵列天线.该天线阵为矩形栅格平面阵天线,采用4(4个半波振子作为辐射单元.通过改变天线阵馈电网络移相量,改变天线阵波束指向,构成一种方位波束可控的相控平面阵天线.对该相控平面阵天线进行了深入的数学分析,求解辐射单元最佳激励.计算仿真结果表明,该相控天线具有较好的阻抗特性及辐射特性,满足给定方向上的短波通信要求,具有较高的应用价值.【期刊名称】《舰船科学技术》【年(卷),期】2014(036)005【总页数】4页(P116-119)【关键词】同相水平天线;相控阵;方向图【作者】秦晋平;史伟;王华旭;石海东【作者单位】海军北海舰队司令部,山东青岛266071;海军潜艇学院,山东青岛266042;海军北海舰队司令部,山东青岛266071;海军潜艇学院,山东青岛266042【正文语种】中文【中图分类】TN821+.8相控阵天线由多个天线辐射单元按一定方式排列构成,每个辐射单元至馈电网络之间接有源组件或无源移相器。
相控阵天线能够迅速改变波束指向,形成期望的方向图,这是其他天线难以完成的功能。
随着天线技术发展和计算机广泛应用,近年来相控阵天线技术在雷达、无线电通信等各种无线电系统中获得了愈来愈广泛的应用[1]。
无线电通信系统采用相控阵天线的主要目的是:使通信天线获得高增益,形成定向性辐射波束,以提高通信的隐蔽性,或降低发信机功率及提高收信机灵敏度。
在无线电通信领域,很多文献对相控直线阵天线技术的分析研究较为深入,但较少文献对相控平面阵天线技术及应用进行深入分析和研究[2-4]。
基于经典、成熟的短波同相水平天线,设计一种相控平面阵天线。
本文对其进行深入的数学分析,在此基础上,通过计算机仿真。
结果表明,该天线阵形成了所期望的、多个固定的高增益波束,阻抗特性较好,满足设计要求。
平面阵天线辐射及波束特性好,但控制技术要求高。
短波水平宽带天线教案教案标题:短波水平宽带天线教案教案目标:1. 了解短波水平宽带天线的基本原理和功能。
2. 学习如何正确设置和使用短波水平宽带天线。
3. 掌握短波水平宽带天线在无线通信中的应用。
教案步骤:引入:1. 引导学生思考无线通信中天线的作用和重要性。
2. 提出短波水平宽带天线的概念,并引导学生猜测其功能和特点。
知识探究:1. 介绍短波水平宽带天线的基本原理和工作方式。
2. 解释短波水平宽带天线在无线通信中的应用场景,如无线电广播、卫星通信等。
3. 分析短波水平宽带天线与其他类型天线的比较优势。
实践操作:1. 指导学生进行短波水平宽带天线的设置和调试。
2. 引导学生观察和记录短波水平宽带天线在不同设置下的表现和效果。
3. 鼓励学生进行实际的无线通信实验,测试短波水平宽带天线的传输性能。
拓展应用:1. 引导学生思考如何改进短波水平宽带天线的设计和性能。
2. 探讨短波水平宽带天线在未来无线通信技术中的应用前景。
3. 鼓励学生进行相关科研项目的探索和实践。
总结:1. 回顾本节课所学的内容,强调短波水平宽带天线在无线通信中的重要性。
2. 引导学生总结并分享他们在实践操作和拓展应用中的体会和收获。
教案评估:1. 设计简单的选择题或填空题,检查学生对短波水平宽带天线的理解和应用能力。
2. 鼓励学生参与课堂讨论,评估他们对短波水平宽带天线的深入思考和创新能力。
3. 观察学生在实践操作和拓展应用中的表现,评估他们的实际操作和问题解决能力。
教学资源:1. 短波水平宽带天线的示意图和实物样本。
2. 天线调试工具和设备。
3. 相关的无线通信设备和材料。
教学延伸:1. 鼓励学生进行更深入的研究,了解其他类型天线的原理和应用。
2. 引导学生进行天线设计和制作的实践活动。
3. 探索短波水平宽带天线在无线通信技术发展中的新应用和挑战。
宽频段同相水平短波天线调配方法研究
【摘要】由于宽频段同相水平短波天线调配复杂、难度大。
为此,利用我台更换爆皮短截线的机会重新对天线调配方法进行研究,并尝试采用冷调和热调相结合的方法重新对天线进行调配,满足技术要求,天线匹配效果好。
【关键词】宽频;同相水平;短波天线调配
一、引言
我台于前几年更换了两部大功率PSM短波发射机,并重新架设了宽频段同相水平短波天线,馈线采用6线双笼型馈线,同时采用四线平衡短截线进行调配。
其中一部天线主要播6115khz和4900khz两个频率,经过厂家和专家多次调配,在机房窗口处测得驻波比分别为1.36和1.45,即行波系数为0.735和0.68,没有达到双频行波系数为0.8以上的技术要求。
近期,在天线巡检中,发现馈线出现不同程度的爆皮现象,特别在用于调配的短截线爆皮率超过70%。
究其原因,除了铜包钢质量问题外,天线不匹配是其主要原因,在不匹配的短波天线系统中,天线不能从发射机获得最大有效功率;传输线上会形成严重的驻波,增大了传输线损耗;同时,馈线上电压波腹点电压高,容易打火,久而久之就产生爆皮现象。
为此,利用更换爆皮短截线的机会重新对天线调配方法进行研究,并尝试采用冷调和热调相结合的方法重新对该天线进行调配,满足技术要求,天线匹配效果非常好。
二、短截线匹配基本原理
1.短截线单频匹配原理
短波天线的输入阻抗是随工作频率而变化的复数阻抗,把它作为负载与传输线连接,将在传输线上呈驻波状态。
解决天线与馈线的匹配问题,常采用馈线上接入短截线的方法。
短截线是指长度小于二分之一波长的传输线,分为开路线和短路线,其匹配原理相同。
由于短路线的长度在实际中易于调整,故多采用短路线短截线。
匹配原理是:在传输线上选择一适当的位置如图1所示的AB点,由这一位置向天线看去的阻抗是这样一个复数阻抗,其等效导纳的电导Gx等于传输线特性阻抗W的倒数,其电纳Bx由在这一位置外加的短路线来平衡掉。
因为由AB端向短路线看去的输入导纳是一电纳,它与Bx在数值上相等、符号相反,这样在AB端并联的两个电纳产生并联谐振,于是消除了电纳的作用,使AB端的总阻抗是一纯电阻,且等于传输线特性阻抗W。
因此,由AB位置到发射机的主馈线上只有行波而无驻波,从而实现了天线与馈线间的匹配。
应当注意,这时从AB端到天线间仍有驻波存在,所以,匹配短路线的接入位置,在满足上述要求的条件下,选择尽可能靠近天线的位置。
2.短截线的双频匹配原理
图2所示是一种用短路线双频匹配的原理图。
短路线Ⅰ和短路线Ⅱ接入后,利用两路短路线并联谐振,消除了两个匹配频率的反射波。
其匹配原理与单频匹配基本相同,所不同的是,用于匹配第二个频率f2的短路线Ⅱ,其全长l是第一个频率f1的二分之一波长的整数倍,故对已匹配好的f1没有影响,即对f1呈开路状态。
图1 短路线阻抗匹配原理
图2 短路线双频匹配原理图
三、短截线调配方法研究
1.短截线匹配热调方法
热调法主要是利用行波系数表对工作在单频或双频的天线驻波比进行调整,其基本方法如下:
(1)单频的调配方法
首先,用行波系数表找出馈线上靠近天线的电压波腹点的位置,并测出自然行波系数k(k=Umin/Umax),然后算出短路线的插入位置和长度。
在短路线与馈线的特性阻抗相等的情况下,从电压波腹点向发射机方向至短路线接入点的距离d以及短路线的长度l可用下列公式确定:
(1)
(2)
式中,k为自然行波系数,为工作波长,反正切的角度单位取弧度。
调整时,应注意的是,将短路线先绑好而暂不焊接,经细调使行波系数达到要求后,才进行固定焊接。
调整的原则是:从调配线接入点往机房方向内先出现电压最大点(波腹点),说明接入点呈正电抗(俗称呈感性),也就是负电纳,因为并联的短路线其电纳为,为了使接入点呈纯电阻,需要减小By的数值(绝对值),所以要加大l;反之,当先出现电压最小点(波节点)时,呈容性,应当减小l。
这样调整之后,最终必定使接入点达到纯电阻。
当接入点为电压最大点时,说明所选接入点R>W,为了减小R,应当将接入点机房方向移动;反之,当接入点为电压最小点时,接入点向天线方向移动。
具体移动的距离视波长、行波系数而定,可在实践中掌握。
(2)双频调配方法
首先,测得两个频率的自然行波系数k1、k2及其距天线最近电压波腹点的位置。
选择其中电压波腹点距天线较近的频率作为第一个匹配频率(考虑到调配线长度有限,第一个匹配频率选择高频比较好)。
采用上面介绍的短路线匹配单
频的方法对频率f1进行匹配,如图2所示短路线Ⅰ。
因接入短路线Ⅰ对第二个频率f2的工作状态有影响,因此需要再次测量f2的行波系数K’2和电压波腹点Umax2的位置。
然后,按式(1)确定短路线Ⅱ的接入位置距Umax2的距离d2。
匹配短路线Ⅱ的两段长度l1、l2按下式计算:
()(3)
(4)
正负号的取定原则为:取正号时,短路线Ⅱ应在向发射机方向距电压波腹点为d2处接入;取负号时,短路线Ⅱ应在向天线方向距电压波腹点为d2处接入。
需要说明的是,当与相近且的自然行波系数时,(4)式圆括号内的数值会大于1,这种情况就不能采用这一方法进行双频调配了。
调整时,应注意的是,将短路线先绑好而暂不焊接,经细调使行波系数达到要求后,才进行固定焊接。
另外,调整中必须保证,否则会影响已调好的f1的行波系数。
f2调整好后,需要对f1的行波系数进行复测。
2.短截线匹配冷调方法
冷调法就是利用PNA3628DP型网络分析仪频域测量法和时域故障定位法对短波天线进行调配。
频域测量法按图3连接,反射电桥测试端口为反射系数S11的测试端口,可以直接接上待测件进行测试,也可通过保护接头或测试电缆后再接待测件进行测试。
接上待测负载,即可用圆图看变化趋势,较为直观,但需要结合丰富的实践经验,并结合其它测量方法对驻波比较大的频率进行调整。
时域故障定位法利用测出的频域反射系数自动进行运算后得到时域故障定位图,从图上可以直观地看到整个测量距离内从测试起点到终点的各个距离反射系数的大小,可以直观地指导调整工作,调整后还可切换到频域观察结果,如还不符合要求则再返回时域继续进行故障定位及调整。
图3 网络分析仪测驻波比连接图
3.热调法和冷调法优缺点
热调法主要是利用行波系数表对工作在单频或双频的天线驻波比进行调整,调整效果好,而对于目前广泛使用的宽频段同相水平天线的驻波比调整存在局限性,且调整中需要加高压,对人员安全造成威胁。
冷调法在确定短截线接入点时比较麻烦,但可以快速定位宽频段同相水平天馈线通路上引起驻波比变差的位置,同时可对驻波比进行精确的调整,大大缩短调整时间,而且调整非常安全、高效。
四、调配实例
根据热调法和冷调法的优缺点,我台在更换爆皮的短截线调配线的过程中,采用冷调和热调相结合的方法。
在制作短截线的过程中,尽量保持原来参数和尺寸,然后通过热调法对两个频率的调配插入点进行验证,确保插入点误差不大,
这样可以减少调配时间。
最后,使用冷调法进行细调,确保行波系数满足要求。
下面介绍实际的调配思路和过程。
首先,发射机开机加半高压状态,用行波系数表在笼型馈线上测出6115khz 和4900khz两个频率的自然行波系数k1、k2分别为0.28和0.14,距天线最近电压波腹点的位置如图4所示。
其次,选择高频6115Khz作为第一个匹配频率,采用图4所示的典型短截线调配方式,并利用式(1)和式(2)计算出:
(米)
(米)
离最小点距离
(米)
再次,因接入短路线Ⅰ对第二个频率f2的工作状态有影响,因此需要再次测量f2的行波系数k’2为0.25和电压波腹点Umax2的位置。
然后,按式(1)确定短路线Ⅱ的接入位置距Umax2的距离d2:
(米)
匹配短路线Ⅱ的两段长度、按式(3)、式(4)计算:
(米)
(取-号)(米)
(米)
从计算长度看,两个频率的插入点和4900Khz的短路线位置与更换前的位置基本不变,6115Khz的短路线位置变化大些。
最后,我们按计算长度接入两路短路线,并在机房窗口采取冷调法用网络分析仪进行反复调整。
调整中,要注意摸清6115Khz的l和4900Khz的变化对f1、f2波形变化的规律,也可以进行阻抗推导,找到规律。
调整需要耐心和技巧,否则很难让两个行波系数都满意。
通过调整,最后行波系数为k1=0.88,k2=0.85,满足技术要求。
五、结论
由于宽频段同相水平短波天线调配复杂、难度大,采用冷调和热调相结合的
方法可以达到事半功倍的效果。
通过热调法确认两个频率的调配插入点,使用冷调法可以快速定位宽频段同相水平天馈线通路上引起驻波比变差的位置,同时对驻波比进行精确的调整,大大缩短调整时间,而且调整非常安全、高效。
参考文献
[1]邮电部电信总局,短波天线维护手册[M].人民邮电出版社,1991.
[2]苏英智,丁冬宜.中短波电波传播和天线实用手册[M].广播电影电视部无线电台管理局,1987.。