天线基础知识二

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查看695 | 回复5 | 2023-10-13 17:21:51 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 18350766600@139 于 2023-10-13 17:24 编辑

天线需要关注如下参数

1、天线方向性
    发射天线的基本功能之一是把从馈线取得的能量向周围空间辐射出去,基本功能之二是把大部分能量朝所需的方向辐射。
垂直放置的半波对称振子具有平放的“面包圈”形的立体方向图(图1.3.1 a)。立体方向图虽然立体感强,但绘制困难,图1.3.1 b 与图1.3.1 c 给出了它的两个主平面方向图,平面方向图描述天线在某指定平面上的方向性。从图1.3.1 b 可以看出,在振子的轴线方向上辐射为零,最大辐射方向在水平面上;而从图1.3.1 c 可以看出,在水平面上各个方向上的辐射一样大。
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    若干个对称振子组阵能够控制辐射产生“扁平的面包圈”,把信号进一步集中到在水平面方向上。下面是4个半波对称振子沿垂线上下排列成一个垂直四元阵时的立体方向图和垂直面方向图。
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    也可以利用反射板把辐射能控制到单侧方向,平面反射板放在阵列的一边构成扇形区覆盖天线。下面的水平面方向图说明了反射面的作用------反射面把功率反射到单侧方向,提高了增益。
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    抛物反射面的使用更能使天线的辐射,像光学中的探照灯那样把能量集中到一个小立体角内,从而获得很高的增益。所以抛物面天线的构成包括两个基本要素:抛物反射面和放置在抛物面焦点上的辐射源。
2、增益
    增益是指: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的功率密度之比。它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。增益显然与天线方向图有密切的关系,方向图主瓣越窄,副瓣越小,增益越高。
可以这样来理解增益的物理含义------为在一定的距离上的某点处产生一定大小的信号,如果用理想的无方向性点源作为发射天线,需要100W的输入功率,而用增益为G=13dB(相当于放大20倍)的某定向天线作为发射天线时,输入功率只需100/20=5W。所以说某天线的增益,就其最大辐射方向上的辐射效果与无方向性的理想点源相比,把输入功率放大的倍数。
半波对称振子的增益为G=2.15dBi
    4个半波对称阵子沿垂线上下排列,构成一个垂直四元阵,其增益约为G = 8.15 dBi  ( dBi这个单位表示比较对象是各向均匀辐射的理想点源)。
    如果以半波对称振子作为比较对象,则增益的单位是dBd
    半波对称振子的增益为G=0dBd(因为是自己跟自己比,比值为1,取对数得零值。);垂直四元阵,其增益约为G=8.15-2.15=6dBd
3、波瓣宽度
    方向图通常都有两个或多个瓣,其中辐射强度最大的瓣称为主瓣,其余的瓣称为副瓣或旁瓣。参见图1.3.4a,在主瓣最大辐射方向两侧,辐射强度降低3dB(功率密度降低一半)的两点间的夹角定义为波瓣宽度(又称波束宽度或主瓣宽度或半功率角)。波瓣宽度越窄,方向性越好,作用距离越远,抗干扰能力越强。
    还有一种波瓣宽度,即 10dB波瓣宽度,顾名思义它是方向图中辐射强度降低 10dB (功率密度降至十分之一) 的两个点间的夹角,见图1.3.4b
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4、前后比
    方向图中,前后瓣最大值之比称为前后比,记为F/B。前后比越大,天线的后向辐射(或接收)越小。
    前后比F/B的计算十分简单------F/B=10Lg{(前向功率密度)/(后向功率密度)}
    对天线的前后比F/B有要求时,其典型值为(18 ~30)dB,特殊情况下则要求达(35 ~40)dB。

5、天线增益的若干近似计算式
1)天线主瓣宽度越窄,增益越高。对于一般天线,可用下式估算其增益:
    G(dBi)= 10 Lg { 32000 /(2θ3dB,E×2θ3dB,H)}
    式中,2θ3dB,E与2θ3dB,H分别为天线在两个主平面上的波瓣宽度;32000 是统计出来的经验数据。
2)对于抛物面天线,可用下式近似计算其增益:
    G(dBi)=10Lg{4.5×(D/λ0)2}
    式中,D 为抛物面直径;
    λ0 为中心工作波长;
    4.5 是统计出来的经验数据。
3)对于直立全向天线,有近似计算式
    G(dBi)= 10 Lg { 2 L / λ0 }
    式中L为天线长度;
    λ0 为中心工作波长;
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iiv | 2023-10-13 21:12:23 | 显示全部楼层
学到了
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王乐乐 | 2023-10-13 22:19:14 | 显示全部楼层
cy
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lsrly | 2023-10-14 09:32:10 | 显示全部楼层
学习了
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jkernet | 2023-10-14 23:09:14 | 显示全部楼层
学习
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WT_0213 | 2023-11-17 08:49:48 | 显示全部楼层
很厉害
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