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KUM481丹麥AC Antennas海陸基中頻高頻天線

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更新時間:2024-09-12 13:05:15瀏覽次數(shù):447次

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KUM481丹麥AC Antennas海陸基中頻高頻天線
無論是GSM 還是CDMA, 板狀天線是用得最為普遍的一類極為重要的基站天線。這種天線的優(yōu)點(diǎn)是:增益高、扇形區(qū)方向圖好、后瓣小、垂直面方向圖俯角控制方便、密封性能 可靠以及使用壽命長。

KUM481丹麥AC Antennas海陸基中頻高頻天線

14.4 阻抗

“阻抗"類似于光學(xué)中的折射率。電波穿行于天線系統(tǒng)不同部分(電臺、饋線、天線、自由空間)是會遇到阻抗差異。在每個接口處,取決于阻抗匹配,電波的部分能量會反射回源,在饋線上形成一定的駐波。此時電波最大能量與最小能量比值可以測出,稱之為駐波比(SWR)。駐波比為1:1是理想情況。1.5:1的駐波比在能耗較為關(guān)鍵的低能應(yīng)用上被視為臨界值。而高達(dá)6:1的駐波比也可出現(xiàn)在相應(yīng)的設(shè)備中。極小化各處接口的阻抗差(阻抗匹配)將減小駐波比并極大化天線系統(tǒng)各部分之間的能量傳輸。
天線的復(fù)阻抗涉及該天線工作時的電長度。通過調(diào)節(jié)饋線的阻抗,即將饋線當(dāng)作阻抗變換器,天線的阻抗可以和饋線和電臺相匹配。更為常見的是使用天線調(diào)諧器、巴倫、阻抗變換器、包含電容和電感的匹配網(wǎng)絡(luò),或者如伽馬匹配的匹配段。

14.5 輻射方向圖

半波雙極子天線(同上)增益(dBi)輻射方向圖是天線發(fā)射或接受相對場強(qiáng)度的圖形描述。由于天線向三維空間輻射,需要數(shù)個圖形來描述。如果天線輻射相對某軸對稱(如雙極子天線、螺旋天線和某些拋物面天線),則只需一張方向圖。
不同的天線供應(yīng)商/使用者對于方向圖有著不同的標(biāo)準(zhǔn)和制圖格式。

14.6 特性阻抗

無限長傳輸線上各處的電壓與電流的比值定義為傳輸線的特性阻抗,用Z0 表示。同軸電纜的特性阻抗的計算公式
Z。=〔60/√εr〕×Log ( D/d ) [ 歐]。
式中,D 為同軸電纜外導(dǎo)體銅網(wǎng)內(nèi)徑; d 為同軸電纜芯線外徑;
εr為導(dǎo)體間絕緣介質(zhì)相對介電常數(shù)
通常Z0 = 50 歐 ,也有Z0 = 75 歐的。
由上式不難看出,饋線特性阻抗只與導(dǎo)體直徑D和d以及導(dǎo)體間介質(zhì)的介電常數(shù)εr有關(guān),而與饋線長短、工作頻率以及饋線終端所接負(fù)載阻抗無關(guān)。

14.7 衰減系數(shù)

信號在饋線里傳輸,除有導(dǎo)體的電阻性損耗外,還有絕緣材料介質(zhì)損耗。這兩種損耗隨饋線長度的增加和工作頻率的提高而增加。因此,應(yīng)合理布局盡量縮短饋線長度。
單位長度產(chǎn)生的損耗的大小用衰減系數(shù) β 表示,其單位為 dB / m (分貝/米),電纜技術(shù)說明書上的單位大都用 dB / 100 m(分貝/百米) .
設(shè)輸入到饋線的功率為P1 ,從長度為 L(m )的饋線輸出的功率為P2 ,傳輸損耗TL可表示為:
TL = 10 ×Lg ( P1 /P2 ) ( dB )
衰減系數(shù)為
β = TL / L ( dB / m )
例如, NOKIA 7 / 8英寸低耗電纜, 900MHz 時衰減系數(shù)為 β= 4.1 dB / 100 m ,也可寫成 β=3 dB / 73 m , 也就是說, 頻率為 900MHz 的信號功率,每經(jīng)過 73 m 長的這種電纜時,功率要少一半。
而普通的非低耗電纜,例如, SYV-9-50-1, 900MHz 時衰減系數(shù)為 β = 20.1 dB / 100 m ,也可寫成β=3dB / 15 m ,也就是說, 頻率為 900MHz 的信號功率,每經(jīng)過15 m 長的這種電纜時,功率就要少一半。

14.8 輸入阻抗

定義:天線輸入端信號電壓與信號電流之比,稱為天線的輸入阻抗。 輸入阻抗具有電阻分量 Rin 和電抗分量 Xin ,即 Zin = Rin + j Xin 。電抗分量的存在會減少天線從饋線對信號功率的提取,因此,必須使電抗分量盡可能為零,也就是應(yīng)盡可能使天線的輸入阻抗為純電阻。事實上,即使是設(shè)計、調(diào)試得很好的天線,其輸入阻抗中總還含有一個小的電抗分量值。
輸入阻抗與天線的結(jié)構(gòu)、尺寸以及工作波長有關(guān),半波對稱振子是最重要的基本天線 ,其輸入阻抗為 Zin = 73.1+j42.5 (歐) 。當(dāng)把其長度縮短(3~5)%時,就可以消除其中的電抗分量,使天線的輸入阻抗為純電阻,此時的輸入阻抗為 Zin = 73.1 (歐) ,(標(biāo)稱 75 歐) 。注意,嚴(yán)格的說,純電阻性的天線輸入阻抗只是對點(diǎn)頻而言的。
順便指出,半波折合振子的輸入阻抗為半波對稱振子的四倍,即 Zin = 280 (歐) ,(標(biāo)稱300歐)。
有趣的是,對于任一天線,人們總可通過天線阻抗調(diào)試,在要求的工作頻率范圍內(nèi),使輸入阻抗的虛部很小且實部相當(dāng)接近 50 歐,從而使得天線的輸入阻抗為Zin = Rin = 50 歐------這是天線能與饋線處于良好的阻抗匹配所必須的。

14.9 工作頻率

KUM481丹麥AC Antennas海陸基中頻高頻天線

KUM481丹麥AC Antennas海陸基中頻高頻天線


無論是發(fā)射天線還是接收天線,它們總是在一定的頻率范圍(頻帶寬度)內(nèi)工作的,天線的頻帶寬度有兩種不同的定義:
一種是指:在駐波比SWR ≤ 1.5 條件下,天線的工作頻帶寬度;
一種是指:天線增益下降 3 分貝范圍內(nèi)的頻帶寬度。
移動通信系統(tǒng)中,通常是按前一種定義的,具體的說,天線的頻帶寬度就是天線的駐波比SWR 不超過 1.5 時,天線的工作頻率范圍。
一般說來,在工作頻帶寬度內(nèi)的各個頻率點(diǎn)上, 天線性能是有差異的,但這種差異造成的性能下降是可以接受的

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