天线基本教程培训
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天线知识培训一、天线基本原理天线是无线通信系统中的重要组成部分,负责将电磁波传输和接收。
天线能够将电流元转换为电磁波,或者将电磁波转换为电流元。
其基本原理基于电磁波的传播和辐射。
二、天线类型与用途1. 按照工作频段:可分为超长波、长波、中波、短波、超短波以及微波等类型。
2. 按照方向性:可分为全向和定向天线。
3. 按照增益:可分为无源和有源天线。
4. 按照结构:可分为线天线和面天线。
不同类型的天线有不同的用途,例如长波天线用于通信和导航,短波天线用于电报通信和广播,超短波天线用于电视、雷达和移动通信等。
三、天线参数与性能1. 阻抗:天线的输入阻抗应与信号源的输出阻抗相匹配,以实现最佳传输效果。
2. 方向图:表示天线接收和辐射电磁波的方向和强度。
3. 增益:表示天线辐射或接收电磁波的能力,与天线的尺寸、形状和材料有关。
4. 带宽:表示天线的工作频率范围。
5. 极化:表示电场矢量的方向,影响着天线的性能。
四、天线辐射与传播天线的辐射原理是将电磁能转化为向空间发散的电磁波,或者将空间中的电磁波转化为电流元。
电磁波在传播过程中受到各种因素的影响,如空气阻力、地面反射等,形成不同的传播模式。
五、天线材料与工艺天线的材料和工艺对其性能有着重要影响。
常用的天线材料包括铜、铝、铁等金属材料,以及塑料、陶瓷等非金属材料。
工艺方面,需要考虑天线的精度、防腐、防水等因素。
六、天线设计与优化天线的设计过程需要考虑诸多因素,如阻抗匹配、增益、方向图、极化等。
现代计算机辅助设计软件的应用使得天线的优化设计成为可能,通过对天线结构、尺寸和材料等因素的调整,可以得到最佳的性能表现。
七、天线测量与调试天线的性能需要通过实际测量来评估。
测量内容包括阻抗、方向图、增益、极化等。
一旦发现性能不佳,需要进行调试,调整天线的结构、尺寸或工作参数等,以实现最佳性能。
八、天线干扰与防护天线在使用过程中可能会受到各种干扰,如其他电磁波的干扰、雷电的袭击等。
天线培训资料一、天线的基本概念天线,简单来说,就是一种用于发射和接收无线电波的装置。
无论是我们日常使用的手机、无线网络,还是广播电视、卫星通信等,都离不开天线的作用。
天线的主要功能是将传输线上传播的导行波,变换成在无界媒介(通常是自由空间)中传播的电磁波,或者进行相反的变换。
也就是说,它在发射时能将电信号转换成电磁波辐射出去,在接收时能将电磁波转换成电信号。
二、天线的分类天线的种类繁多,常见的分类方式有以下几种:1、按工作频段划分短波天线:工作在 3MHz 到 30MHz 频段。
超短波天线:工作在 30MHz 到 3000MHz 频段,例如我们常见的移动通信基站天线。
微波天线:工作在 3000MHz 以上频段,常用于卫星通信、雷达等领域。
2、按方向性划分全向天线:在水平方向上均匀辐射,例如室内的无线路由器天线。
定向天线:具有较强的方向性,将能量集中在特定方向上辐射,比如卫星电视接收天线。
3、按极化方式划分线极化天线:又分为水平极化和垂直极化,手机天线通常是线极化天线。
圆极化天线:分为左旋圆极化和右旋圆极化,在卫星通信中应用较多。
4、按用途划分通信天线:用于各种通信系统,如手机基站天线、卫星通信天线等。
广播天线:用于广播电视发射。
雷达天线:用于雷达系统,探测目标的位置和速度等信息。
三、天线的参数了解天线的性能,需要关注以下几个重要参数:1、频率范围这是天线能够有效工作的频段。
不同的应用需要不同频段的天线,例如 5G 通信需要特定频段的天线来支持高速数据传输。
2、增益天线增益表示天线在特定方向上辐射或接收电磁波的能力。
增益越高,信号在该方向上的传播距离越远,但覆盖范围可能会变窄。
3、方向性描述天线辐射或接收电磁波的方向性特性。
方向性好的天线可以减少干扰,提高通信质量。
4、输入阻抗天线与传输线之间的匹配程度由输入阻抗决定。
如果阻抗不匹配,会导致信号反射,降低传输效率。
5、驻波比用来衡量天线与传输线之间的匹配程度。
天线培训资料天线是无线通信系统中的重要组成部分,它承载着信号的发送和接收任务。
在现代社会中,无线通信已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分,人们离不开手机、电视、无线网络等设备,而这些设备的正常运行离不开天线的支持。
因此,天线培训成为了一项重要的技能培训。
天线培训是培养学员对天线的设计、制造、安装和调试等方面的技能的一项专业培训。
天线培训的目的是培养人才,提升天线技术水平,满足无线通信领域对专业技术人才的需求。
天线培训的主要内容包括以下几个方面:一、天线原理和技术知识:学员需要了解天线的基本原理、工作方式、频率特性等基础知识。
只有对天线的工作原理有深刻的理解,才能在实际应用中更好地进行天线的设计和调试。
二、天线设计和制造:学员需要学习天线的设计和制造技术,包括天线的形状、尺寸、材料等参数的选择和优化。
天线设计和制造的关键在于提高天线的发射和接收效率,减小天线的尺寸和重量,以适应不同的应用场景。
三、天线安装和调试:学员需要学习天线的安装和调试技术,包括天线的安装位置选择、安装高度和方向调整等。
天线的安装质量直接影响到无线通信系统的性能,因此良好的安装和调试技术是非常重要的。
四、天线维护和故障排除:学员需要学习天线的维护技术和故障排除方法,以确保天线系统的稳定运行。
天线在长期的使用过程中,可能会受到环境、气候等因素的影响,出现故障和损坏,因此及时的维护和故障排除是必不可少的。
天线培训不仅仅是理论学习,还包括实践环节。
通过实际操作和案例分析,学员可以更好地掌握天线的设计、制造、安装和调试等技术。
实践环节的设置有助于学员将理论知识应用到实际工作中,培养实际操作技能和解决问题的能力。
天线培训的受益者主要包括无线通信系统的工程师、技术人员,以及无线通信设备的制造商和运营商。
在无线通信发展迅速的今天,天线技术的升级和创新非常重要。
通过天线培训,可以提高人才的技术水平,推动天线技术的发展,并为无线通信系统的稳定运行提供有力支持。
移动通信天线常用指标及国家标准讲课提纲马澄波§1 天线常用电指标§2 天线的辐射与接收机理§3 天线的方向性及有关电指标§4 天线的极化形式及有关电指标§5 驻波比、回波损耗及相关因素§6交调干扰§7 天线方向图和增益的测量§1 天线常用电指对于不同用途的天线其电指标的涵义是一样的,不同用途不同形式的天线会另外增加一些特殊的指标。
本提纲着重介绍移动通信天线的常用电指标及有关国家标准。
常用电指标一、天线的极化形式二、波瓣宽度三、副瓣电平四、前后比五、增益系数六、隔离度七、交叉极化鉴别率八、驻波比九、工作频带十、交调十一、功率容量§2 天线的辐射与接收机理§2.1 天线的辐射Array一付天线由许多个辐射单元组成,如天线通上高频电流,它在空间产生的场是由许多个电流元产生的场的叠加。
一、电基本振子的辐射由图2-1所示的对称振子中取一小段其长度为Δℓ(Δℓ<<λ),电流为I,根据麦克斯韦方程求得周围空间的电磁场,图2-1其分量形式:Hr=0 H θ=0 H Ø=jkr e jkrSin I j -+∆)1(2θλγ (图2-1) Er=jkr e jkr jkr COS WI -++∆))(111(222θπγE Ø=0 (图2-2) W=EM在自由空间 W=Z 0=120π=377Ω I-----电流元上的电流∆---电流元的长度r----从电流元到观察的距离E θ是Ē在Ô方向(即Θ增加方向)的分量 Er 是Ē在r 方向分量H ø是H 在Ф方向(Ф增加方向)的分量式(2-1),式(2-2)中包括了感应场和辐射场,下面分区进行讨论。
(一)近区当kr<<1时,电磁场主要成份是21r 或31r高阶2k,r 1可忽略,此时1≈-jkr e 或(2-1),(2-2)的场度为:⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧∆≈∆-≈∆-≈θπγφθπγθπγθSin I H Sin we I j E Cos we I j E r 23342424l l l (2-3) Er,E θ类似于电偶极子产生的电场,H Ø类似于恒定电流产生的磁场,这种称为{{()jkre jkr jkr Sin WI jE -⎥⎦⎤⎢⎣⎡++∆=21112θλγθ似稳场,固电场和磁场相位差900,表示能流密度的坡印达矢量H E S vv v ⨯=是纯虚 数,在一周期内能量在场和天线之间振监交换,对外部空间不辐射能量这种场称为感应场,在近区内感应场占绝对优势。
a电信号从有线转为无线电波形式向空中发射岀去E将收集的无线电波转为电信号。
无线电波是电磁能量在空中传播时的“振动
a无线电波在空中以30万公里/秒的速率传播R无线电波就象池塘水面顶部的
波纹
a无线电波在传播过程中会衰减
频率与波长
R频率即“振动”的速率,或解释为在一秒内通过的波的数量(即每秒的周期数,又叫赫兹,如取一百万作为单位,则为兆赫兹)
WWWW
高频
波长是波在两个相邻周期上的相同点的距离
波长r
祸偶
极子是天线中广泛应用的一种辐射单元。
祁偶极子的长度与波长成正例。
1/4波长
1/2波长
1/4波长
A 1/2波长偶极子的长度
800MHz is 〜200mm 长
400MHz is -400mm 长
偶极子
频率范围
H当波长不是最优值时,性能下降a在频率范围内可保持可接受的性能水平
850MHz偶极子的1/2波长
最优值
820 MHz 的1/2 波长180mm, 890 MHz 的1/2 波长 ~
170mm
天线将优化为~ 850MHz・175mm
890・820 = 70MHz
a 一个单一偶极子的辐射能量图看起来就象一个“汽车轮胎”
a使“汽车轮胎”“扁平化”,将信号集中到地面需要覆盖的地区
将偶极子组成阵列
“汽车轮胎”“扁平化”——控制辐射能量走
一个偶极子的接收机
功率为1 mW (例)
偶极子阵列接收机功率为4mW (例)性能的增强称为增益•在这里,增益=10log(4mW/1mW) = 6dBd
方向性聚焦——控制无线辐射能量走向
在阵列的的一边放置反射板
“扇形天线”中的反射板将能量聚焦到一个方向,进一步提高了天线的增益。
在这个例子中,扇形天线的增益比单一偶极子的增益为:
10log(8mW/1mW) = 9dBd
“全向阵列”接收机 功率为4mW (例) 天线
“扇形天线”接收机功率为8mW (例)
天线相对于偶极子的增益用“dBd”表示 天线相对于全向辐
射器的增益用“dBi”表示 如:3dBd = 5.17dBi
偶极子比全向辐射器的增益高2・17dB
dBd 和 dBi
单一偶极子的
“汽车轮胎”形辐射图 全向辐射器在各个方向上
的辐射能量相等
S3前后比是指扇形天线的前向辐射功率和后向辐射功率之比
后向功率I ——I » 前向功率I
前后比(dB) =10log^^^,典型值约为25dB
目的是尽可能减少后向辐射功率
衬仰角(如垂直面)图
方位角(如水平面)图
3dB 波瓣宽度
10dB 波瓣宽度
峰值・3dB
旁瓣
上旁瓣抑制(dB)
下旁瓣抑制(dB)
无下倾角
1 1
电调下倾角
1
机械下倾角
@1下倾角使天线波束指向地
面
天线下倾角
a 阻抗是电磁能量通过介质的一个特性 Q 阻抗的单位为欧姆(Q)。
为实现良好的性能,阻抗需达到匹配状态
电缆
50欧姆(
天线
50欧姆
80欧姆
R 阻抗的变化会干扰能量流传输的方式,并使部分能量反弹
此例中,回波损耗为10log (10/0.5) = 13dB
VSWR (驻波比)是对此现象的另一种度量方法,与回波损耗有一个换算公式
9.5 W
50欧姆(
80
欧姆
a无线电波振动的平面称为它的极化面
a两个天线中的波是相互独立的
V/H (垂直/水平)斜角(+/- 45° )
隔禺度
E隔离度是某一极化接收到的另一极化信号的比例
1000mW(B 卩1W)该例子中,隔离度为:
10log(1000mW/1mW) = 30dB
) 1mW
精品课件
V
1 •
•r
■)频率范围MHz820 -
890带宽MHz70
F增益dBi15
F极化垂直
刁阻抗欧姆50
F回波损耗dB>18
F半功率(3dB)波束宽度
方位角o64
仰角o18
)下降10dB功率波束宽
方位角o120
仰角o30
!>前后比dB>30
)垂直面上旁瓣抑角dB<42
F垂直面上旁瓣抑角dB< -14 F电调下倾角(可调)o2-10。