天线阵列综述
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螺旋天线综述1 引言螺旋天线(helical antenna)是用导电性良好的的金属做成的具有螺旋形状的天线。
螺旋天线具有圆极化,波束宽度宽的优点,因此被广泛在卫星通讯,个人移动通信中。
同轴线馈电是螺旋天线的常用馈电方式,可以采用底馈或者顶馈,此时同轴线的内导线和螺旋线的一端相连接,外导线则和接地板(金属圆盘或矩形板状等)相接,螺旋线的另一端是处于自由状态。
螺旋天线既可用做反射镜或透镜的辐射器,也可用做单独的天线(由一个或几个螺旋线组成)。
2 螺旋天线的发展螺旋天线的辐射能力是美国科学家JohnD.Kraus于1947年在实验中发现的,自此之后,螺旋天线以其在宽频带上具有近乎一致的电阻性输入阻抗和在同样的频带上按“超增益”端射阵的波瓣图工作特点很快在各领域得到了广泛的应用。
许多学者对螺旋天线的辐射特性进行了研究,给出了螺旋天线辐射设计多经验公式。
20世纪70年代,苏联科学家尤尔采夫和鲁诺夫对各种形式的螺旋天线进行了比较系统的理论分析和设计研究。
此后各国学者进行了这方面的研究,延伸出了很多变种,尤其是四臂螺旋天线因其高增益,方向性好,圆极化的特点,得到了深入的发展和实际应用,如图1所示。
2008年弗吉尼亚大学的Warren Stutzman教授制成了一种六臂螺旋天线,如图2所示。
天线实现了几乎最优化的UWB性能,通过采用围绕一个金属中心核而卷绕的臂来维持与臂之间相对不变的距离,几乎完整的利用了天线罩内的整个三维空间。
该天线具有10:1的瞬间带宽,它可以被用于频域、多带宽、多信道应用以及时域或脉冲应用。
在低成本的应用中,该设计可以被蚀刻在天线罩的内部,或由曲线或曲管构建。
图1图23螺旋天线的分类及特性螺旋天线可分为立体螺旋天线(helical antenna)和平面螺旋天线(spiralantenna)。
立体螺旋天线根据绕成的形状的不同,又可分成圆柱形螺旋天线、圆锥形螺旋天线等等。
圆锥形螺旋天线又称为盘旋螺线型天线,可同时在两个频率工作。
5G移动终端MIMO天线的设计随着5G技术的快速发展和广泛应用,对于5G移动终端天线的设计也提出了新的要求。
MIMO(Multiple Input Multiple Output)天线技术作为一种关键技术,能够提高终端的无线通信性能和系统容量。
本文将从天线系统的基本概念、MIMO天线设计的原理和关键技术等方面进行综述。
1.MIMO天线系统的基本概念MIMO天线系统是指在发射端和接收端都采用多个天线的系统。
利用多个天线可以实现多个独立的传输通道,从而提高系统的数据吞吐量和可靠性。
MIMO技术通过合理设计天线系统,可以充分利用多路径传播的特点,减小传输链路的干扰,提高系统的信号覆盖范围和抗干扰能力。
2.MIMO天线设计的原理MIMO天线设计主要涉及到以下几个方面的问题:天线阵列的布局、天线元件的选择、天线分集和天线的匹配等。
2.1天线阵列的布局天线阵列的布局是MIMO天线设计的关键环节。
在多输入天线设计中,一般采用均匀线阵或均匀面阵的布局方式。
在MIMO系统中,天线的间距需要满足一定的条件,才能使各个天线之间的信号独立传输,从而实现多个独立的传输通道。
2.2天线元件的选择MIMO天线设计中,天线元件的选择对系统的性能有很大的影响。
天线元件一般分为全向天线和定向天线两类。
在MIMO系统中,需要选择能够提供良好辐射特性和稳定性能的天线元件,以满足系统的要求。
2.3天线分集MIMO天线系统在设计中还需要考虑天线的分集性能。
在MIMO系统中,天线的分集可以大大提高系统的抗干扰能力和运行稳定性。
通过合理设计天线的分集方式,可以降低系统的误码率,提高系统的性能。
2.4天线的匹配天线的匹配是MIMO天线设计中另一个重要的问题。
天线的匹配程度直接影响系统的发射功率和接收信号质量。
通过合理调整天线的参数和网络参数,可以实现天线的低VSWR(电压驻波比)和较好的匹配性能,从而提高系统的传输效能。
3.MIMO天线设计的关键技术在5G移动终端MIMO天线设计中,有几个关键技术需要重点研究和应用。
阵列方向图综合方法研究的开题报告一、研究背景及意义现代通信技术迅速发展,对于射频信号的传输和接收需求逐渐增加。
阵列天线作为一种现代通信的重要技术之一,已经广泛应用于无线通信、雷达探测、航空航天等领域。
阵列天线的方向图是其在信号传输及接收过程中的关键性能指标之一,因此研究阵列方向图综合方法对于提高阵列天线的通信性能有着重要的意义。
二、研究内容及目标本文将研究阵列方向图综合方法,主要包括以下内容:1. 阵列天线的基本原理和方向图特性:研究阵列天线的工作原理和方向图特性,为后续阵列方向图综合方法的研究提供理论基础。
2. 阵列方向图综合方法的分类和研究现状:对阵列方向图综合方法进行分类和综述其研究现状,为本文研究提供基础。
3. 针对不同应用场景的阵列方向图综合方法研究:针对不同应用场景,如雷达探测、无线通信等,结合具体需求,研究不同的阵列方向图综合方法设计,并探究其性能优势和适用范围。
本文的目标是探究阵列方向图综合方法的设计和性能优化,为阵列天线的通信性能提升提供有效的理论和方法支持。
三、研究方法和技术路线本文主要研究方法包括理论推演和仿真模拟。
从阵列天线的工作原理和方向图特性入手,通过理论推导和仿真模拟,探索阵列方向图综合方法的设计和优化,为阵列天线的通信性能提升提供理论和技术支持。
技术路线如下:文献调研、阵列天线基本原理研究、阵列方向图综合方法分类和综述、针对不同应用场景的阵列方向图综合方法研究、仿真模拟实现等。
四、预期结果和意义本文旨在研究阵列方向图综合方法,预期结果和意义如下:1. 对阵列天线的工作原理和方向图特性进行深入研究和探索,为阵列方向图综合方法的研究提供理论基础。
2. 对阵列方向图综合方法进行分类和综述,为不同应用场景下的阵列方向图综合方法的研究提供概念和方法支持。
3. 针对不同应用场景,研究阵列方向图综合方法的设计和优化,并进行仿真模拟实现,探究其性能特点和适用范围。
4. 提高阵列天线的通信性能,促进现代通信技术的发展。
Science and Technology&Innovation I科技与创新|2021年第04期]---------------文章编号:2095-6835(2021)04-0161-03宽波束天线技术综述柯晨希1,李铭伟2(1.武汉理工大学,湖北武汉430070;2.空军预警学院,湖北武汉430019)摘要:概述了宽波束天线的研究现状,总结了宽波束天线的关键技术,介绍了宽带宽、低剖面宽波束天线。
并根据当前研究的热点问题,提出对宽波束天线未来研究方向的展望。
关键词:天线;宽波束;宽带宽;低剖面中图分类号:TN927文献标志码:A1引言天线作为无线通信系统中重要的射频前端组件,用于接收和辐射电磁波,实现电磁波与导行波的相互转换。
近年来,随着民用无线电通信系统,军用雷达、电子对抗等新型武器装备的研制成功,宽波束天线技术得到了进一步发展。
在卫星定位、雷达探测、电子对抗等无线电通信系统中,为了确保信号传输质量和传输速率,天线往往要具备很宽的波束宽度和较宽的频带[1]。
同时,随着现代无线电通信系统朝着小型化趋势发展,天线的低剖面设计也是当前的一个研究热点。
如何设计一款高性能的宽波束天线,是确保整个系统性能的关键。
本文总结了宽波束天线的发展现状,介绍了几种宽波速天线,并且根据当前研究的热点问题,提出对宽波束天线未来研究方向的展望。
2宽波束天线的研究现状传统的微带天线的3dB轴比波束宽度(ARBW)约为70。
~100。
在早期的无线通信系统中,传统的四臂螺旋天线就可以做到这点,这是因为其远场方向图波束宽度相对比较宽。
但由于地板的制约,传统的微带天线波束不可能展到很宽。
为满足实际运用需求,人们对波束展宽技术的研究一直在进行。
至此,许多学者提出了许多展宽天线的轴比波束宽度的方法。
虽然方式不同,算法各异,但技术思想一般都是在调整两个正交场分量的远场波束形状或波束宽度,在宽角度范围内保持它们的波束形状几乎相等闵。
平面端射圆极化天线进展综述
吕文俊;顾珊珊;殷弋帆;张文海
【期刊名称】《南京邮电大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2024(44)1
【摘要】全面总结了平面端射圆极化天线的发展历程和重要突破。
以正交磁偶极
子和平面互补振子两大核心工作原理为主线,深入剖析平面端射圆极化天线的一般
性设计方法,阐明其形态演变规律,详细介绍了平面端射圆极化天线的宽带设计技术、波束调控技术以及高增益设计技术等研究现状,最后探讨平面端射圆极化天线的可
能发展方向,用于指导该领域的科学研究和工程设计。
【总页数】12页(P1-12)
【作者】吕文俊;顾珊珊;殷弋帆;张文海
【作者单位】南京邮电大学江苏省无线通信重点实验室;苏州大学电子信息学院【正文语种】中文
【中图分类】TN82
【相关文献】
1.一种新型微带端射平面树形天线的自动设计
2.加圆盘同轴缝隙天线:一种新颖的边射圆极化天线
3.一种基于人工表面等离激元的圆极化端射天线
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的可重构圆极化端射天线设计5.一种用于超高频RFID阅读器的端射圆极化天线因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
DOA文献综述阵列信号处理摘要:阵列信号处理是信号处理领域内的重要分支,在近年来得到了迅速发展。
智能天线技术的核心是自适应天线波束赋形技术,提高系统容量,降低发射功率并提高接收灵敏度。
同时,波达方向估计是阵列信号处理的一个主要研究领域,在雷达、通信、声纳、地震学等领域都有着广泛的应用前景。
通过研究经典的多重信号分类(MUSIC)算法,对波达方向(DOA)的估计。
关键词:智能天线技术;波达方向;MUSIC算法;波达方向(DOA)估计。
引言:阵列信号处理主要的研究方向是自适应阵列处理和空间谱估计。
空间谱估计主要目的是估计信号的空域参数或信源位置,如果能得到信号的空间谱,就能得到信号的波达方向(DOA)。
波达方向估计指的是要确定同时处在空间某一区域内多个感兴趣信号的空间位置,即各个信号到达阵列参考阵元的方向角。
1.空间谱估计原理空间谱估计就是利用空间阵列实现空间信号的参数估计。
空间谱估计系统应该由三部分组成:空间信号入射、空间阵列接收及参数估计。
在研究过程中,需要确定假设条件。
有以下几条:点源假设、窄带信号假设、阵列与模拟信道假设、噪声假设等构成估计系统。
2.阵列信号DOA估计的常用方法(1)传统波束形成法,主要思想是:在某一时刻使整个阵列对某一个方向进行估计,测量输出功率。
在输出功率上,能产生最大功率的方向就是DOA估计。
(2)Capon最小方差法,主要思想是:通过最小化总体输出的功率,来降低干扰的影响,从而对来波方向进行估计。
(3)子空间类算法,主要思想是:利用阵列接收数据的协方差矩阵R的两条性质:特征向量的扩张空间可分解成两个正交子空间,即信号子空间和噪声子空间;信号源的方向向量与噪声子空间正交。
3.影响DOA估计结果的因素信号的DOA估计结果受到多种因素的影响,既与入射信号源有关,也与实际应用中的环境有关。
以下给出比较重要的影响因素。
(1)阵元数。
一般来说,在阵列其它参数一样的情况下,阵元数越多,超分辨算法的估计性能越好;(2)阵元间距。
相控阵天线功能相控阵天线(Phased Array Antenna)是一种具有高度方向性和灵活可调的天线系统,广泛应用于通信、雷达、无人机、卫星通信和军事防御等领域。
相控阵天线通过对天线元件的相位和幅度进行精确控制,可以实现信号的波束形成、波束指向调整和波束宽度控制等功能,从而提高通信质量和系统性能。
相控阵天线由多个天线元件组成,每个天线元件之间存在一定的间距和相位差,通过合理的控制这些参数,可以使得天线阵列在特定方向上形成一个主瓣,同时抑制其他方向的干扰信号。
相控阵天线可以通过调整天线元件的相位和幅度来改变主瓣的指向,从而实现波束的电子扫描,而无需进行机械调整。
这种电子扫描的方式具有快速、精确和灵活的特点,能够满足不同场景下的通信和探测要求。
相控阵天线的核心技术是相控阵信号处理,即通过计算和调整天线元件的相位和幅度来实现波束形成和指向调整。
在相控阵信号处理中,需要进行波束形成算法的设计和实现。
常见的波束形成算法包括线性加权法、最小均方误差法(MVDR)、协方差矩阵差分法(CMDF)等。
这些算法可以通过优化天线元件的相位和幅度权重,使得波束在目标方向上具有最大增益,从而实现有效的信号接收和传输。
相控阵天线除了可以实现波束形成和指向调整外,还可以通过调整天线元件的相位和幅度来控制波束的宽度。
波束的宽度决定了天线的覆盖范围和信号接收的灵敏度。
在通信系统中,可以根据用户的位置和通信要求,动态调整波束的宽度,以提高通信质量和系统容量。
在雷达和无人机应用中,可以根据目标的距离和速度,调整波束的宽度,以实现目标的跟踪和探测。
相控阵天线的优势在于其具有高度方向性和灵活可控的特点。
相较于传统的机械扫描天线,相控阵天线不需要进行机械调整,可以实现快速、精确和灵活的波束形成和指向调整。
相控阵天线还具有抗干扰能力强、系统可靠性高、功耗低等优点。
因此,相控阵天线在现代通信和雷达系统中得到了广泛的应用和研究。
总结起来,相控阵天线是一种具有高度方向性和灵活可调的天线系统,通过对天线元件的相位和幅度进行精确控制,实现了波束形成、波束指向调整和波束宽度控制等功能。
相控阵天线增益面积-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述相控阵天线是一种利用阵列中多个天线元件的相位和幅度来实现波束的指向性和增益控制的天线系统。
相较于传统的天线系统,相控阵天线具有更高的方向性和增益,可以满足更复杂的通信和雷达应用需求。
增益作为评判天线性能的重要指标之一,决定了天线的信号接收和传输能力。
而面积则是天线在实际应用中需要考虑的一个重要方面,不同应用场景对天线体积和尺寸的要求不同。
本文将首先对相控阵天线的原理和工作方式进行介绍。
接着,深入探讨增益是如何影响天线性能的,并详细分析增益的计算方法和影响因素。
最后,将讨论天线面积与其他性能指标之间的关系,分析天线面积对性能的影响,并探索如何在保证性能的前提下进行面积优化。
通过本文的阅读,读者将能够全面了解相控阵天线的概念和特点,了解增益和面积对天线性能的重要影响,并能够灵活应用相关知识进行天线设计和优化。
文章结构是指文章的组织框架和内容分布,它是确保文章逻辑清晰、条理分明的重要组成部分。
本文将按照以下结构进行阐述:1. 引言1.1 概述在引言部分,我们将对相控阵天线的概念和应用进行简要介绍,引出本文的研究主题。
1.2 文章结构这一部分将阐述整篇文章的结构和内容分布。
我们将首先介绍相控阵天线的原理和构成,然后讨论其增益和面积的关系,最后在结论部分对整篇文章进行总结,并探讨相关研究的意义。
1.3 目的在引言的最后,我们将明确本文的研究目的和意义,为后续的内容铺垫。
2. 正文2.1 相控阵天线在这一部分,我们将详细介绍相控阵天线的原理和应用。
包括其工作原理、构成要素以及特点等内容,旨在帮助读者全面了解相控阵天线的基本知识。
2.2 增益这一部分将探讨相控阵天线的增益特性。
我们将解释增益与天线的方向性和辐射能力之间的关系,并介绍相控阵天线如何通过改变阵元权重来调整增益的方向和强度。
2.3 面积在这一部分,我们将研究相控阵天线的面积问题。
我们将讨论面积对天线性能和尺寸的影响,以及如何通过优化天线布局和设计来实现更好的性能和更小的面积占用。
td智能天线综述智能天线综述摘要:作为itm-2000全球移动电话的核心技术之一的智能天线技术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、基本原理和功能等进行了综合论述,并讨论了其相关技术及应用和发展前景。
关键词:第三代移动通信;td-scdma;智能天线;自适应天线;近年来全球无线通信事业飞速发展,通信业务的需求量越来越大。
有限的无线频率资源面临着不断增长的通信需求,特别是第三代移动通信的出现,对通信技术提出了更高的要求,这种矛盾更加尖锐化,智能天线的出现可以在某种情况下缓解这一现象。
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,而且是解决现代移动通信中有效性与可靠性这一世界性难题的有效办法,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,本文将从智能天线的概念、原理、功能及其应用和前景做一简要介绍。
一.智能天线的概念智能天线(smartantenna)原名自适应天线阵列3a(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,提高雷达的性能和电子对抗的能力。
近年来,智能天线技术已经成为移动通信中最具有吸引力的技术之一,尤其是在td-scdma系统中获得了广泛应用。
自适应阵天线是智能天线的主要类型,可以实现全向天线,完成用户信号的接收和发送。
在发送端,智能天线根据接收到达的信号在天线阵上产生的相位差,提取出终端的位置信息,有效地产生多波束赋形,每个波束指向一个特定终端并自动地跟踪终端移动,从而有效地减少提高了了同信道干扰,提高下行容量。
空间波束赋形的结果使得在保持小区覆盖不变的情况下,极大地降低总的射频发射功率,一方面改善了空间电磁环境,另一方面也降低了无线基站的成本;在接收端,智能天线通过空间选择分集,可大大提高接收灵敏度,减少不同位置同信道用户的干扰,有效合并多径分量,抵消多径衰落,提高上行容量。
寄生天技粽述
张世箕
佬言
在一个有源振子旁边放上一个或多个艇源振子,在前者的电磁埃作用之下,然源振子上就出
现了感应电流,从而产生二次幅射。二次壕叠加在
一次壕上,就改变了有源振子原有的电磁壕桔磷
,
枯果可以使电磁姿在某一方向加强,从而得到天
袋的增益。因为煞源振子只有在有源
振
子的作用
下才能产生幅射,因此被称为寄生天袋
。
由于寄生天袋续需赣电,拮裤筒翠,因此
被
广泛地利用于中波、短波和超短波波段的天袋中。
特别是在50厘米至3米波是的波段中,使用尤
为
普遍。一般的拮橇是将振子放置在一个平面
上
,
作顶射式天楼阵运用。其中一个振子是有源的,其他是然源的。
自从1928年日本2侧丈
工程师提出了这种
新
的天袋程式以来①,陆覆有不少人曾对这一类型
、天袋进行理渝分析或
实麟研究⑧一⑧。这些研
究
,
到最近还在检擅着。到目前为止,已握癸表了
的
研究桔果是不少的,但都散晃于各技术期刊
妥而
在天袋教科害或惠集中,刘于寄生天麟障lHJ大都
只有一麟华爪。因此,对寄生天换阵作一此较全
面的概括粽述,实有必耍。在粽合此蛟的过
程中,
癸现了个别作者的某些错羡;此外,也癸现某些作者的没有明显根据的推测,可以从另一些作者
的研究拮果中得到或多或少的肯定性的答复。最
后,从已有的关于是天袋障的研究拮果的粽合中
,
可以窥晃这种天袋聆展的一个新途视,抬我俩今后的研究工作指出一条道路
。
i~:时,剧是振子的自
阻杭
。
在一般应用中,天袋障的布餐如圈1
:。
个
半波振子等距而平行地
怖置在一个
平面
上
,
所
有振子的中
点在一直袋
上,而且只在一个振子(例如第。个)上镜电
。
已知厂。(凡~尸2~几…气一;~0)及
21
5,
丛方程(1)可解出
面数
:
从而得到天袋障的方
向
几一10
F(a,罗)~
_/兀
。、
`U万气百’`n“)
eoso
霎ext
P卜`
·
’“c
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,,
(2)
式电
。一
半
,`是工作
波“
。
通常替惯于将天挑阵和一个幅射同样功率的华波振子相此较,因此
sI一10曰工
间
二一1/玉}
凡。r
R
o
l
一(一,一)}(3)
其中0F。是半波振子的方向函数,R。。是半波振子的输
相控阵天线eirp计算摘要:1.相控阵天线的概念与作用2.EIRP的计算公式及意义3.相控阵天线EIRP计算方法4.实际应用中的注意事项正文:随着通信技术的不断发展,相控阵天线在无线通信系统中发挥着越来越重要的作用。
其独特的性能优势使得它在军事、卫星通信等领域得到广泛应用。
本文将介绍相控阵天线EIRP(有效辐射功率)的计算方法,以及在实际应用中的注意事项。
一、相控阵天线的概念与作用相控阵天线是一种由多个天线元件组成的阵列,通过控制各天线元件的相位来实现波束指向和功率分布的天线系统。
相控阵天线具有以下优点:1.波束指向灵活:通过改变各天线元件的相位,可以实现波束在空间中的指向和形状的变化。
2.功率分布可控:相控阵天线可以实现对各天线元件的功率进行控制,从而改变整个阵列的辐射功率分布。
3.抗干扰能力强:相控阵天线可以通过波束形成技术,实现多波束形成,提高系统的抗干扰能力。
二、EIRP的计算公式及意义EIRP(Effective Radiated Power)是指天线系统辐射出去的有效功率。
其计算公式为:EIRP = Pt * (θt / θr) ^ 2其中,Pt为发射机的输出功率,θt为发射天线的仰角,θr为接收天线的仰角。
EIRP是衡量天线系统性能的重要参数,它直接影响到通信系统的覆盖范围和信号质量。
在实际应用中,我们需要根据系统需求,合理计算和调整EIRP,以达到最佳通信效果。
三、相控阵天线EIRP计算方法相控阵天线的EIRP计算需要考虑以下几个方面:1.天线阵列的规模:天线阵列规模越大,阵列的辐射功率越高,但同时阵列的体积和重量也会增加。
在实际应用中,需要根据系统需求和安装空间选择合适规模的天线阵列。
2.天线元件的特性:天线元件的特性直接影响到相控阵天线的性能。
在选择天线元件时,需要考虑其增益、指向性、驻波比等参数。
3.阵列布局:合理的阵列布局可以提高天线的辐射效率,进一步优化EIRP。
常见的阵列布局有线性阵列、矩形阵列、圆形阵列等。
微带天线文献综述一.微带天线的研究背景1.概述微带贴片天线是微带天线中最常见的形式,它是七十年代初期研制成功的一种新型天线。
它由带导体接地板的介质基片上贴加导体薄片形成。
通常利用微带线或同轴线一类馈线馈电,使在导体贴片与接地板之间激励产生射频电磁场,并通过贴片四周与接地板之间的缝隙向外辐射。
其基片厚度与波长相比一般很小,因而它实现了一维小型化。
和常用的微波天线相比,它有如下一些优点:体积小,重量轻,低剖面,能与载体共形,制造简单, 成本低;电器上的特点是能得到单方向的宽瓣方向图,最大辐射方向在平面的法线方向,易于和微带线路集成,易于实现线极化或圆极化。
相同结构的微带天线可以组成微带天线阵,以获得更高的增益和更大的带宽。
因此微带贴片天线得到愈来愈广泛的重视。
2.微带天线的历史背景在十九世纪八十年代,赫兹用天线成功地接受到了电磁波,之后,天线技术迅猛发展,日趋成熟。
利用微带线的辐射来制成微带微波天线的概念最早由德尚(G.A.Deschamps)教授在1935 年提出,在1995 年由法国Gutton 和Baissinot 发表了专利。
微带天线是一种随系统对天线的要求而发展起来的典型的低剖面、平板结构的天线,但是因为没有较好的微波介质材料,所以在随后的近年里对此只有零星的研究,当时人们只是把微带结构作为波导元器件的一种小、薄、轻又低廉的替代品。
70 年代期间,由于获得了具有低损耗正切特性和有吸引力的热特性及机械特性的良好基片,改进的照相平板印刷技术和更好的理论模型,使微带天线取得突破性进展。
最早的微带天线是Howell 和Munson 在二十世纪七十年代初期研制成的。
之后,世界各国的研究人员对微带天线的贴片形状、馈电技术、基板构造和阵列排列等方面作了大量的研究,微带天线无论在理论与应用的深度上和广度上都获得了进一步的发展。
如今,微带天线以其重量轻、体积小、成本低、共形结构、以及与集成电路兼容等优点,成为天线家族中充满生命力的一个分支,最适宜于航空和车载应用。
GNSS定位技术的误差源与改进方法导言:全球导航卫星系统(GNSS)是一种基于卫星信号进行定位和导航的技术体系,包括美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的Galileo和中国的北斗。
随着GNSS的广泛应用,人们开始关注和研究GNSS定位技术的误差源及改进方法,以提高定位精度和可靠性。
一、误差源分析:1. 天线误差:天线的位置、朝向和天线相位中心的偏移都会引起定位误差。
解决方法:通过精确定位天线、定期校准天线朝向和更新天线校准参数,来减小天线误差。
2. 天线多路径效应:当卫星信号经过建筑物、树木或其他物体反射时,会产生多径效应,导致接收到的信号有多个路径,引起定位误差。
解决方法:使用天线阵列技术、改进信号处理算法和增强过滤技术,来减小多路径效应的影响。
3. 电离层延迟:当卫星信号穿过电离层时,会受到电离层电子密度分布的影响,导致信号传播速度变化,进而引起定位误差。
解决方法:利用双频观测数据和电离层模型,对电离层延迟进行校正,以减小其影响。
4. 大气延迟:大气中的水汽和温度变化会导致信号传播速度发生变化,进而引起定位误差。
解决方法:利用气象数据和大气模型,对大气延迟进行校正,以减小其影响。
5. 多路径干扰:当卫星信号受到人造干扰、电磁干扰或自然干扰时,也会引起多径效应和定位误差。
解决方法:使用抗干扰技术,例如码上跳频、差分技术和自适应滤波,以减小多路径干扰的影响。
6. 卫星几何因素:卫星的分布、地面站的位置和接收机的几何因素,都会影响定位精度和可视卫星数。
解决方法:合理选择接收机位置、优化卫星选择算法和改善接收机几何安排,以提高定位精度和可靠性。
二、改进方法综述:1. 多频观测和双频差分技术:利用双频观测数据,可以通过差分技术消除电离层和大气延迟的影响,提高定位精度。
同时,多频观测数据可以提供更多的信息用于误差校正。
2. 天线阵列技术:通过使用天线阵列,可以抑制多路径效应和干扰信号,提高定位精度和鲁棒性。
天线阵列
合肥学院电子系09级通信(1)班姓名:学号:0905076005
摘要:由许多相同的单个天线(如对称天线)按一定规律排列组成的天线系
统,也称天线阵。
天线在通信、广播、电视、雷达和导航等无线电系统中被广泛的应用,起到了传播无线电波的作用,是有效地辐射和接受无线电波必不可少的装置.
关键字:天线阵、无线电波、辐射
正文:
一、定义
单一天线的方向性是有限的,为适合各种场合的应用,将工作在同一频率的两个或两个以上的单个天线,按照一定的要求进行馈电和空间排列构成天线阵列,也叫天线阵。
构成天线阵的天线辐射单元称为阵元。
天线阵的主要作用有:(1)加强和改善辐射场的方向性。
(2)加强辐射场的强度。
二、工作原理
天线阵的工作原理可以看成是电磁波(电磁场)的叠加。
对几列电磁波来讲,当它们传到同一区域时,按照叠加原理,电磁波将产生矢量叠加。
叠加结果不仅与各列电磁波的振幅大小有关,而且与它们在相遇区间内相互之间的相位差有关。
我们知道,电磁波的相位组成包含三部分:时间相位,空间相位,初相位。
就初相位来讲,当发射天线和工作频率确定后,其初相位就是确定的,而在几列电磁波相遇的时刻,时间相位也是确定的,只有空间相位可能发生变化,因为组成天线阵列的各单元天线位置不同,各自发出的电磁波传到同一接收区域时所走的空间路径不同,这样就会造成空间相位的数值大小不相同。
正是由于位于不同位置上的发射天线所发出的电磁波传到同一接收区域造成的空间相位出现差别,必然引起几列电磁波在相遇区域形成同相位叠加,总场强增强,反相位叠加,总场强削弱。
若总场强的增强和削弱区域在空间保持相对固定,就相当于用天线阵改变了单个天线的辐射场结构,这就是天线阵改变辐射场大小和方向性的原理。
三、天线阵列的分类
天线阵列也可以按照天线元的连接方式分类。
相控阵的所有元都连接到馈线,对于单
个天线元,还有相位偏移、功率分配和阻抗匹配等问题,但是他们都接收来自于馈线的功率(假设为发射天线)。
由于发射机提供了用于“驱动”各个天线元的功率,因此这种天线也叫“被驱动阵列”。
另一方面,有些天线阵列中只有一个天线元与馈线想连接,而其他元的工作则是吸收和转射来自被驱动天线元的辐射功率,这些天线元叫做“寄生元”,这种天线叫做“寄生阵列”。
相控阵按最大辐射方向,可分为垂射和端射两种。
如果天线阵列的最大辐射方向与天线的主轴(这个主轴并不一定与其中单个天线元的主轴相同)相垂直,则称这种天线为垂射天线阵列;如果最大辐射方向沿着天线的主轴,怎称为端射天线。
四、常见天线阵列的特性
1、相控阵
(1)直排阵列
直排阵列是垂射阵列的一种类型,各天线元的轴沿着同一条直线放置。
以半波偶极子直排阵列为例,所有天线元在阵列主轴方向上都没有能量辐射,因此在这个方向上没有信号;但在阵列的一侧所有天线单元都有能量辐射(要考虑相位问题)。
直排阵列天线安装时,通常是主轴垂直放置。
它们在水平方向上是全方向性的,但是在垂直平面内的辐射角较小。
因此,它们适合制作很好的移动无线系统基站天线。
许多蜂窝无线系统和PCS系统的基站使用的是直排阵列。
(2)垂射阵列
将天线单元按多列同向排列,阵列的主轴与单元的主轴垂直,也能组成一个垂射阵列,安装时使主轴垂直放置。
次阵列中天线元虽然不是直排的,但仍然是同相位。
与直排阵列不同的是它们的极化方式。
以偶极子天线阵列为例,相邻天线元间距为半个波长,并且馈线交叉连接。
直排阵列是垂直极化天线,而垂射阵列是水平极化的。
(3)端射阵列
以偶极子天线为例,将上述垂射阵列中各相邻天线元的馈线交叉连接改为平行连接,使得与每个天线元前后相邻的两个天线的相位差为180度,因此来自一个天线元的辐射在垂射方向上与相邻的辐射抵消,在离开天线端点的方向上,来自天线元的所有辐射将叠加起来。
这种天线安装一般使其主轴水平,并使其辐射处于一个方向上。
这种天线的极化方向取决与所使用天线单元的极化方向。
(4)绕杆式天线
以偶极天线元为例,绕杆式天线在水平面内获得全向的性能,并且极化方式是水平的。
偶极天线的馈电相位之差是90度。
绕杆式天线经常用于FM广播接收,在这种应用中,绕杆式天线不需要转子就可以在各个方向上表现出合适的性能。
(5)对数周期偶极天线阵列
这种天线的阵元是偶极天线,其中最长的偶极天线元的长度是最低工作频率的半个波长,最短的天线元长度则小于最高工作频率的半个波长。
平行馈线与天线的窄端相连,功率可由交叉连接的网络馈电到其他偶极天线。
2、无源阵列
八木-宇田天线阵列是最为常用的无源天线阵列类型。
它具有一个被驱动的天线元,该天线元后面有一个反射器,前面有一到多个导向偶极天线。
反射器的长度略长于半个波长,而导向偶极天线的长度略短于半个波长。
各天线元间的间隔不尽相同,但一般都约为0.2个
波长。