PAC-12天线攻略(地网)复习过程

HAM DIY的变形金刚之PAC-12多功能短波天线做HAM好长时间，一直有DIY天线的冲动，期间也不断学习、试验、搜集这方面的知识，硬盘上都存储了几个G了，UV天线除了Y AGE和50厘米的GP做了还好用以外，其他都不甚理想，后来干脆不做了，还是买个钻石的X510比较超值，这两年玩短波的过程中又激起了我的冲动，试验性做了几根出来，简单测试一下，效果还不错，做一批出来大家使用，帮我改进一下、完善一把，不胜感激；由于本人业余时间不多，学习无线电知识也不多，不对的地方还望批评指正，在此先行道谢。

HAM DIY的变形金刚之PAC-12多功能短波天线是pac-12便携天线、钻石单段车载天线的有机结合和变形，集pac-12便携天线的便携性、低辐射仰角和快速方便架设、钻石单段车载天线的车载机动性的优点和长处，最初设计是单波段固定加感线圈，后来因为工艺和方便携带问题而改为可调式。

变形金刚之PAC-12多功能短波天线在短波3-50多波段具有良好的效率和驻波比，固定使用在14-50M有1/2、3/4、1/4、1/1等不同谐振波长选择使用，效率自然高；同时采用大家公认的高效率加感模式—顶部加感，通联效率有了很大的提高，加粗了振子直径，增加了有效收发面积，提高了接收增益和发射带宽；优质的不锈钢材料制作强度高耐腐蚀，经久耐用；有待开发的在3-50M全频包括非HAM专用频段、U段、V段、水平架设改善近距离通讯盲区等等其它频率收发试验等待您的参与，增加了可玩性。

外观和形式并不是判定是否是一根好移动天线主要因素！关键的是它必须要具有高性能和良好的拆装性、便携性、高可靠性和耐用性。

试验证明变形金刚之PAC-12多功能短波天线在进行快速安装、调整、通联、移动应用等试验中足以满足一般需求，是一条具有实际效率及优越性能的短波移动天线！变形金刚之PAC-12多功能短波天线DIY目的：HAM专用的多功能、多用途、多波段、低辐射仰角、高增益、高效率、单人携带架设方便易用、功率范围大、近距离无盲区。

【经典再现】天线知识及实战非常全面的天线知识及实战秘籍，曾经的经典，今天依然适用！1 天线基础知识在无线通信系统中,与外界传播媒介接口是天线系统。

天线辐射和接收无线电波:发射时,把高频电流转换为电磁波;接收时把电磁波转换为高频电流。

天线的型号、增益、方向图、驱动天线功率、简单或复杂的天线配置和天线极化等都影响系统的性能。

1.1 天线增益增益是天线系统的最重要参数之一,天线增益的定义与全向天线或半波振子天线有关。

全向辐射器是假设在所有方向上都辐射等功率的辐射器,在某一方向的天线增益是该方向上的场强。

定向辐射器在该方向产生辐射强度之比, 见图1。

dBi 表示天线增益是方向天线相对于全向辐射器的参考值,dBd是相对于半波振子天线参考值。

1.2 方向图天线的辐射电磁场在固定距离上随角坐标分布的图形,称为方向图。

用辐射场强表示的称为场强方向图,用功率密度表示的称之功率方向图,用相位表示的称为相位方向图。

天线方向图是空间立体图形,但是通常应用的是两个互相垂直的主平面內的方向图,称为平面方向图。

在线性天线中,由于地面影响较大,都采用垂直面和水平面作为主平面。

在面型天线中,则采用E平面和H 平面作为两个主平面。

归一化方向图取最大值为一。

在方向图中,包含所需最大辐射方向的辐射波瓣叫天线主波瓣,也称天线波束。

主瓣之外的波瓣叫副瓣或旁瓣或边瓣,与主瓣相反方向上的旁瓣叫后瓣,见图2:全向天线水平波瓣和垂直波瓣图,其天线外形为圆柱型;图3: 定向天线水平波瓣和垂直波瓣图,其天线外形为板状。

通常会用到天线方向图的以下一些参数:●零功率波瓣宽度,指主瓣最大值两边两个零辐射方向之间的夹角。

●半功率点波瓣宽度,指最大值下降到0.707(即下降3dB)点的夹角。

●副瓣电平,指副瓣最大值和主瓣最大值之比。

●前后比等。

1.3 极化极化是描述电磁波场强矢量空间指向的一个辐射特性,当没有特别说明时, 通常以电场矢量的空间指向作为电磁波的极化方向,而且是指在该天线的最大辐射方向上的电场矢量来说的。

·69·卫星与有线传输网络总第100期地球站12米天线安装调测介绍李 良（辽宁卫星广播电视地球站）【摘 要】本文介绍了大口径卫星天线的安装、调试原理，并结合实例叙述了具体实现方法。

【关键词】天线；抛面；精度；IDPMS软件作者简介：李 良，辽宁卫星广播电视地球站，高级工程师，主要从事广播电视技术管理工作 。

辽宁卫视高清节目本地上星工程中，12m 卫星天线安装调测是一项重要环节，天线抛面的安装精度直接关系到天线增益参数，辽宁地球站采用“数字摄影测量技术”，利用IDPMS软件（智能数字摄影测量系统）对12m口径天线反射面的面板进行高精度调整，本文将介绍12m卫星天线抛面的调整方法及IDPMS软件的使用。

辽宁地球站12m天线抛面由80块曲面梯形金属板拼接而成，每块曲面梯形金属板均由6个螺丝固定在骨架上，螺丝分两段，上段用于固定曲面梯形金属面板，下段连接骨架，同时可用于调节曲面梯形金属板平整度。

天线抛面平整度的精度是否符合天线的理论模型，最终影响着天线发射和接收的增益。

在理论模型中，12m天线处于一个三维直角坐标系中，馈源中轴线为Z轴，Z轴与面板交点为原点，馈源侧方向为正方向，过原点做垂直Z轴的XY平面，XY轴方向任意。

因为每个螺丝的指向都与Z轴方向接近，受XY坐标影响很小，规定将需要调整的数值记为ΔZ（注意ΔZ 不是Z坐标误差）。

需要指出，馈源位置使用普通螺丝固定，基本不需要调整。

大口径卫星天线C波段和Ku波段的面板调整精度是一样的，每块板材上6个螺丝的ΔZ的均方根要小于0.5mm。

在没有“数字摄影测量技术”和IDPMS软件以前，大口径卫星天线是使用经纬仪调整，大致方法是：卫星天线面板拼装完成后，在吊装到天线基座之前，将抛面整体置于地面并严格保持水平；先不装馈源，将经纬仪放置于馈源约1.2m高处，再将N米长有刻度钢尺一端固定于原点，则Z轴、钢尺和经纬仪的激光成三角形；当激光正好打到所需刻度点时，该点就是该处面板理论上的位置；由于判断该点位置只能用人眼，误差较大，加之该操作需在夜间进行，并受温差影响较大，虽然理论上可以达到精度要求，但是在实际操作调试过程中耗时费力，操作繁琐，调试一部大口径卫星天线耗时在15~20天，甚至更长的调试周期。

选择、填空部分1、线天线：单极子天线、偶极子天线、半波振子、无限小偶极子、小振子、有限长振子；（带振子）口面天线：喇叭天线、口径天线、反射面天线（抛物面天线）；微带天线：矩形贴片、圆形贴片；阵列天线：带阵列。

，Γ为反射系数，驻波比为衡量负载匹配程度的指标，驻波比越大，2、驻波比：VSWR=1+|Γ|1−|Γ|匹配越差。

驻波比等于1时，完全匹配。

3、半波振子的辐射电阻为73欧姆。

4、微带天线的优点：①易批量加工；②易集成；③体积小，重量轻，剖面低；④便于圆极化；⑤可与各种载体共形；⑥性能多样化。

微带天线的缺点：①工作频带窄；②损耗较大；③功率容量（承受功率）小；④工作效率低；⑤扫描性能差；⑥极化纯度低。

5、分析微带天线通常使用传输线模型法、空腔模型法以及全波分析法。

6、在天线测量实验中，由测试得到的驻波比以及回波损耗，可计算得到反射系数（S11、S22）。

7、在HFSS仿真中，金属表面应分配Perfect E边界条件，空气盒子表面应分配辐射边界条件。

8、天线特性参量分为电路参量、空间参量，电路参量包括天线阻抗、辐射电阻、天线温度；空间参量包括方向图、方向性系数、增益、有效口径、极化。

9、微波通信系统中，发射天线为右旋圆极化天线，接收天线不能选左旋圆极化天线。

（右旋圆极化天线可以100%接收，左旋圆极化天线不能接收，水平极化和垂直极化的天线可以50%接收）。

10、偶极子天线的E面方向图是“8”字形，H面方向图为圆形。

11、天线的定义：作为发射或接收系统的一部分，被设计用来辐射或接收电磁波。

12、围绕天线的空间可分为三个区域，分别是感应近场区、辐射近场区、远场区。

13、E面是指通过天线最大辐射方向并平行于电场矢量的平面；H面是通过天线最大辐射方向并垂直于E面的平面。

14、天线增益是指在在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号功率密度之比。

天线增益与方向性系数的关系：增益和方向性系数之比称为天线辐射效率。

第1章天线基础知识1.什么是电基本振子，电基本振子远区辐射场的特点？电基本振子是一段理想的高频电流直导线，其长度l 远小于波长λ，其半径a 远小于l ，同时振子沿线的电流I 处处等幅同相。

远区场特点：p4，包括大小关系、方向关系。

00060sin ,/==377jkr Il E j e H E r q j q m p q h h l e -==W ，对真空，2.远区场坡印廷矢量平均值计算公式(会计算)：p4。

与距离平方、波长平方成反比，与子午角正弦的平方成正比。

电基本振子远区辐射场的主要特性：(1) E θ、H υ均与距离r 成反比，成反比，辐射场的等相位面为辐射场的等相位面为r 等于常数的球面，E 、H 和S av 相互垂直，且符合右手螺旋定则。

(2)传播方向上电磁场的分量为零。

(3)E θ和H υ的比值为常数。

(4)E θ和H υ与sin θ成正比。

(5)辐射功率P r 正比于(Il/λ)2。

如果是近区，电场与磁场相差90度相位差。

3.电基本振子的辐射功率和辐射电阻公式(会计算，p5) 22240()r l P I p l =4.电基本振子和磁基本振子远区辐射功率比较对同样电长度的导线绕制成磁偶极子，在电流振幅相同情况下，远区的辐射功率比电偶极子小几个数量级。

磁基本振子的辐射场是根据电磁对偶性原理推得的。

5.天线的方向函数定义：p8 (,,)(,)60/E r f I rq j q j =归一化方向函数：max max(,)(,)(,)(,)E f F f E q j q j q j q j ==电基本振子的E 面归一化方向函数F (θ,φ)=|sin θ| ，H 面为圆。

6.E 面方向图与H 面方向图如何定义的？p9 E 面方向图：电场强度矢量所在并包含最大辐射方向的平面；H 面方向图：磁场强度矢量所在并包含最大辐射方向的平面。

功率方向图(也有E 面和H 面之分)：Φ(θ,φ)=F 2(θ,φ) 半功率点波瓣宽度(3d B 波瓣宽度)2θ0.5E (E 面)或2θ0.5H （Ｈ面）。

天线基本知识与应用第一讲天线的基础知识表征天线性能的主要参数有方向图，增益，输入阻抗，驻波比，极化方式等。

1.1 天线的输入阻抗天线的输入阻抗是天线馈电端输入电压与输入电流的比值。

天线与馈线的连接，最佳情形是天线输入阻抗是纯电阻且等于馈线的特性阻抗，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率的变化比较平缓。

天线的匹配工作就是消除天线输入阻抗中的电抗分量，使电阻分量尽可能地接近馈线的特性阻抗。

匹配的优劣一般用四个参数来衡量即反射系数，行波系数，驻波比和回波损耗，四个参数之间有固定的数值关系，使用那一个纯出于习惯。

在我们日常维护中，用的较多的是驻波比和回波损耗。

一般移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到无穷大之间。

驻波比为1，表示完全匹配；驻波比为无穷大表示全反射，完全失配。

在移动通信系统中，一般要求驻波比小于1.5，但实际应用中VSWR应小于1.2。

过大的驻波比会减小基站的覆盖并造成系统内干扰加大，影响基站的服务性能。

回波损耗：它是反射系数绝对值的倒数，以分贝值表示。

回波损耗的值在0dB的到无穷大之间，回波损耗越小表示匹配越差，回波损耗越大表示匹配越好。

0表示全反射，无穷大表示完全匹配。

在移动通信系统中，一般要求回波损耗大于14dB。

1.2 天线的极化方式所谓天线的极化，就是指天线辐射时形成的电场强度方向。

当电场强度方向垂直于地面时，此电波就称为垂直极化波；当电场强度方向平行于地面时，此电波就称为水平极化波。

由于电波的特性，决定了水平极化传播的信号在贴近地面时会在大地表面产生极化电流，极化电流因受大地阻抗影响产生热能而使电场信号迅速衰减，而垂直极化方式则不易产生极化电流，从而避免了能量的大幅衰减，保证了信号的有效传播。

因此，在移动通信系统中，一般均采用垂直极化的传播方式。

另外，随着新技术的发展，最近又出现了一种双极化天线。

就其设计思路而言，一般分为垂直与水平极化和±45°极化两种方式，性能上一般后者优于前者，因此目前大部分采用的是±45°极化方式。