机载天线隔离度的分析计算与仿真
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天线隔离度计算范文
在一个多天线系统中,存在着天线之间的相互耦合和干扰现象。
这些
干扰可能会导致接收天线接收到无关信号或者发射天线发送的信号被其他
接收天线接收到,从而降低了系统的性能。
因此,准确计算天线隔离度是
非常重要的。
其中S21表示天线2的发射信号到达天线1的接收信号之间的耦合系数,S11表示天线1的发射信号到达天线1的接收信号之间的反射系数。
通过这个公式,我们可以计算出天线隔离度的数值。
该数值是以分贝(dB)为单位,表示天线之间的隔离程度。
数值越大,表示隔离程度越好,天线之间的相互干扰越小。
另一种计算天线隔离度的方法是通过进行实际测量。
这种方法可以更
加准确地得到天线隔离度的数值,但需要一定的实验条件和设备。
在实际
测量中,可以使用网络分析仪来测量天线之间的S参数,然后利用公式进
行计算。
除了计算天线隔离度,还需要考虑一些其他因素。
例如,天线之间的
物理距离和天线的方向性也会对天线隔离度产生影响。
在设计多天线系统时,需要合理选择天线的安装位置和方向,以最大程度地提高天线隔离度。
总而言之,天线隔离度的计算是非常重要的,可以帮助评估多天线系
统的性能和可靠性。
在设计和优化多天线系统时,需要选择适当的计算方法,并考虑其他因素,以确保天线之间的干扰最小化,从而提高系统的性能。
隔离度的计算隔离度的计算所谓自激是指经直放站放大后的信号再次进入接收端进行二次放大,导致功放工作于饱和状态。
直放站的自激只出现在无线直放站中,由于光纤直放站是直接耦合基站信号,所以光纤直放站不会产生自激。
关于自激解释如下:比如温度变化引起放大器增益变化、隔离度改变,基站参数改变造成直放站输入信号增大等。
调试直放站时,切不可过分追求直放站的放大作用而将增益调得过大,一定要留有余地。
直放站安装不当,收发天线隔离度不够,整机增益偏大时,输出信号经延时后反馈到入端,致使直放站输出信号发生严重失真产生自激,信号自激的频谱,发生自激后信号波形质量变差,严重影响信号质量。
克服自激现象的方法有两种,一是增大施主与重发天线的隔离度,二是降低直放站增益。
当要求直放站覆盖范围较小时,可采用降低增益的办法,当要求直放站的范围较大时,应增大隔离度,工程中主要采用以下几种方法:-增大收发天线的水平及垂直距离-增加遮挡物,如加装屏蔽网等-增加施主天线的方向性,如使用抛物面天线-选用方向更强的重发天线,如定向角度天线-调整施主与重发天线的角度和方向,使两者尽量背向直放站系统中的隔离度主要是由直放站接收天线和直放站的发射天线间的隔离损耗所决定。
隔离度I的计算方法如下:I=F/BD+LW+ F/BP+LP 收发隔离要求:I-10≥GREP式中:F/BD施主正对基站方向天线的前后比;F/BP覆盖天线的前后比;LW障碍物损耗GREP直放站的增益LP自由传播空间损耗,LP=32.4+20LOGD+20LOGF;D两天线间的距离,单位KMF频率,单位:MHZ测量收发隔离度收发隔离度,即信号从直放站输出端口至输入端口的空中路径衰减值,其大小直接影响着直放站的增益配置,在确定天线位置后,一定要测量隔离度。
直放站前向输出功率比反向输出功率大,主要考虑前向链路的收发隔离度。
收发隔离度分为水平隔离度和垂直隔离度。
水平隔离度Lh用分贝表示公式如下:Lh=22.0+20log10(d/λ)-(Gt+Gr)+(Xt+Xr) (1)其中:22.0为传播常数d为收发天线水平间隔(单位:米)λ为天线工作波长(单位:米)Gt、Gr分别为发射和接收天线的增益(单位:dB)Xt、Xr分别为发射和接收天线的前后比(单位:dB)垂直隔离度Lv用分贝表示公式如下:Lv=28.0+40log10(d/λ) (2)其中:28.0为传播常数d为收发天线水平间隔(单位:英尺)λ为天线工作波长(单位:英尺)按照工程设计要求,隔离度L(dB)应大于直放站最大工作增益Gmax约10-15dB。
机载天线隔离度仿真与分析王立【摘要】天线隔离度是机载电子系统实现电磁兼容预测的重要参数.根据反应积分原理,提出采用孤立天线远场方向图来替代实际环境中天线的办法,简化分析模型,在保证分析精度的基础上,提高计算效率,从而高效完成电大尺寸环境中天线隔离度的仿真分析.通过在自由空间情况下进行测试,验证了仿真结果的准确性.【期刊名称】《电讯技术》【年(卷),期】2012(052)008【总页数】4页(P1383-1386)【关键词】机载通信系统;电磁干扰;天线方向图;电磁耦合;隔离度;电磁兼容【作者】王立【作者单位】中国西南电子技术研究所,成都610036【正文语种】中文【中图分类】TN03;TN82随着电子技术的高速发展,电子、电气设备和系统的使用愈加频密,特别是对于飞机这样的平台,更是集中了多种的电子系统和设备,这些系统和设备集中在飞机平台局部狭小的空间里,工作频带可以从20 MHz到40 GHz,系统设备之间的相互耦合关系十分复杂,其间的电磁兼容性是飞机航电设备综合设计中的一个重要课题[1]。
天线带来的电磁兼容问题更是不能忽视,因此,提高发射天线与敏感设备接收天线之间的隔离度是解决设备间电磁干扰的一个重要手段。
但是在飞机这样的平台上,设备以及天线一旦安装位置确定后便不能随意变动,因此在整个系统设计初期应对机载设备系统的电磁兼容性进行预测并进行合理的优化处理[2-4],指导飞机天线布局[5],最终使整个机载设备系统具有良好的电磁兼容性。
分析天线间耦合或隔离常规手段一般采用全波分析法,将安放到飞机载体上的天线模型连同其工作环境进行全波仿真分析,如果遇到电大尺寸环境,即相对于分析波长,需要进行分析的天线间的位置间距以及对天线耦合有影响的环境区域尺寸较大时,直接导致求解未知量变大。
为了保证计算精度,求解所耗费的计算资源(计算内存和计算时间)将急剧增加[3]。
因此全波分析方法只适用于对天线数目较少、载体尺寸较小的情况进行仿真计算。
机载相控阵天线近场测试补偿算法的研究及仿真机载相控阵天线近场测试补偿算法的研究及仿真摘要随着雷达技术的快速发展,雷达天线测试技术也应不断满足多种新型雷达天线的测试要求,不仅要提高测试精度,随着雷达天线的复杂化,对测试系统的计算能力也提出了更高的挑战。
传统的雷达天线测试技术主要是远场天线测试技术,通过远场测试分析雷达的辐射特性。
虽然远场测试能够反映出雷达天线的基本性能,但也有许多方面的不足,很容易受到外界环境的影响,不能够准确地反映出雷达天线的特性参数等。
所以对新一代雷达天线测试技术的研究显得越发重要。
新一代天线测试技术是以近场测量技术为代表,近场测量技术具有测试精度高、抗干扰能力强、计算分析能力强等特点,这种天线近场测试系统已经广泛应用于多种雷达天线的测试过程。
与此同时,具有能够测量远距离、较强抗干扰能力等特点的相控阵雷达技术慢慢地开始引导雷达技术发展并成为其发展的主要方向。
因此现在对相控阵雷达天线的研制与设计也提出了更高的要求。
本课题所集中处理的问题具体包括,先由以近场-远场变换为理论依据,通过近场电场来求解出其理论的远场电场表达式;然后采取偶极子阵列仿真模型,获取其某一平面的远场电场的仿真表达式,进而将仿真运行与理论运行得出的远场方向图做对比,看是否完全重合,若存在差异,分析可能造成误差的主要因素;最后,分析造成近场测试过程中误差的因素对测量效果的影响,并讨论误差范围,进而由误差补偿方法对误差进行修正。
关键词:相控阵雷达,天线近场测试,近场-远场变换,偶极子阵列IThe research and simulation of the near-field radar antennameasurementAbstractWith the rapid development of radar technology,the radar antenna testing techniques should also be evolved to meet a variety of radar antennas.Such a testing technology not only should be improved precision accuracy,but also could be developed to meet the challenges of the calculation capability of the testing system,because of the complication of the radar antenna.The traditional radar antenna testing technology is mainly far-field antenna test technology that achieved by testing and analyzing the radiation characteristics of radar in the far-field.although the far-field test that reflects much fundamental in the basic performance of the radar antenna, but there has disadvantages in several aspects,the study of a new generation of radar antenna testing technology becomes more and more important .A new generation of testing technology radar antenna is based on the near-file test technology,the near-file test technology has the advantages of high precision,strong anti-interference ability ,excellent calculation and analysis ability,and the near-file test technology has been widely used in a variety of radar antenna testing process.In this paper,the solution of the problem is to calculate the limit far-field value through near-field electric field of the radiation of the electronic equipment or system and the near-field to far-field transformation,and to test and analysis the error.Finally,the error accuracy problem of the near-field measurement technology is analyzed.Key words: Phased-array radar ; Near-field antenna measurement ; Near-field to Far-field transformation;dipole arrayII目录论文总页数:23页摘要------------------------------------------------------------------------------------------------ II Abstract -------------------------------------------------------------------------------------------- II 第一章引言 -------------------------------------------------------------------------------------- 11.1 研究的背景 ---------------------------------------------------------------------------- 11.2 研究的意义 ---------------------------------------------------------------------------- 21.3 研究状况的分析 ---------------------------------------------------------------------- 31.4 研究的主要成果 ---------------------------------------------------------------------- 31.5 论文的结构 ---------------------------------------------------------------------------- 4第二章天线近场测试的原理 ----------------------------------------------------------------- 52.1 天线近场测试的论述 ---------------------------------------------------------------- 52.2 平面波展开原理 ---------------------------------------------------------------------- 62.3近场-远场外推变换 ------------------------------------------------------------------- 9第三章相控阵雷达天线的原理 -------------------------------------------------------------- 93.1 相控阵雷达天线的论述 ------------------------------------------------------------- 93.2 相控阵天线的方向图函数 -------------------------------------------------------- 10 第四章机载相控阵天线近场测试误差仿真及分析------------------------------------ 144.1 采样间隔对结果的影响 ----------------------------------------------------------- 144.2 幅相测量误差对结果的影响 ----------------------------------------------------- 164.3 远场补偿方法 ----------------------------------------------------------------------- 184.3.1 根据阵元相移量算法找出频率关系--------------------------------------- 184.3.2 理论上的补偿算法 ------------------------------------------------------------ 194.3.3 补偿算法的仿真 --------------------------------------------------------------- 19 第五章总结 ------------------------------------------------------------ 错误!未定义书签。
天线隔离度计算公式好嘞,以下是为您生成的关于“天线隔离度计算公式”的文章:在咱们通信领域,天线隔离度可是个相当重要的概念。
说起这个天线隔离度的计算公式,那还真有不少门道。
我还记得有一次,我跟着一个通信工程的团队去实地考察一个基站的建设。
那时候天气特别热,太阳火辣辣地烤着大地,我们一群人汗流浃背的。
到了地方,大家就开始忙活着测量各种数据,其中就涉及到天线隔离度的计算。
当时负责计算的工程师一脸严肃,拿着本子和笔,嘴里不停地念叨着那些公式和参数。
我在旁边好奇地看着,心里琢磨着这看似简单的天线,背后居然有这么复杂的计算。
那咱先来说说这天线隔离度到底是啥。
简单来讲,天线隔离度就是指两根或者多根天线之间信号相互影响的程度。
如果隔离度不够,那信号就可能会出现干扰、衰减等各种问题,就好比两个人在一间屋子里同时大声说话,谁也听不清对方说啥。
天线隔离度的计算公式通常是这样的:隔离度(dB) = 22 +20log10(f(MHz)) + 20log10(d(m))。
这里面,f 表示频率,d 表示天线之间的距离。
比如说,频率是 2000MHz,天线之间的距离是 5 米,那咱们来算算。
先算 20log10(2000),这就约等于 66dB 。
再算 20log10(5),约等于 14dB 。
然后把 22 加上这两个数,22 + 66 + 14 ,最后得到的隔离度大约就是 102dB 。
这个公式看起来简单,可实际运用的时候,那可得小心谨慎。
因为频率和距离的测量都得非常精确,稍微有点偏差,算出来的隔离度就可能差之千里。
就像那次在基站考察的时候,有个小伙子因为测量距离的时候没看准,多算了 10 厘米,结果算出来的隔离度完全不对,整个方案都得重新调整。
大家都急得不行,又得重新测量重新计算。
在实际的通信工程中,为了保证良好的通信质量,我们往往需要根据不同的场景和需求,来计算出合适的天线隔离度。
比如在城市里,高楼大厦多,信号反射干扰大,对天线隔离度的要求就更高;而在空旷的郊外,干扰相对少一些,要求可能就没那么严格。