天线作为辐射或接收无线电波的部件而应用于任何一个无线电系统之中,其作用是将发射机送来的高频电流(或导波)有效地转换为无线电波并传送到特定的空间区域:或者将特定的空间区域发送过来的无线电波有效地转换为高频电流而进入接收机。前者称为发射天线后者称为接收天线,这取决于无线电系统的功能要求,天线本身同时兼备发射和接收的功能,因此在理论上和分析设计上并不需作特别区分。天线的辐射原理可通过图3-1予以描述:图中上半部分为终端开路的理想平行传输线,它连接到交变的射频信号源上,因此平行传输线上的交变电流可以在其周围产生交变的电磁场。然而,由于双导线之间的距离远远小于工作波长,在双导线的任意横截面位置上,两根导线上的电流始终是振幅相等、方向相反(相位相差180度)。因此,两根导线在离开本身较远的空间任一点处产生的场彼此抵消,电磁能量于是被束缚于双导线的附近区域,形成一个保守系统(传输线)。 天线的天线损耗是指天线在信号传输过程中的能量损失。西安芯片厂家天线测试软件
垂直极化波要用具有垂直极化特性的天线来接收,水平极化波要用具有水平极化特性的天线来接收。右旋圆极化波要用具有右旋圆极化特性的天线来接收,而左旋圆极化波要用具有左旋圆极化特性的天线来接收。当来波的极化方向与接收天线的极化方向不一致时,接收到的信号都会变小,也就是说,发生极化损失。例如:当用+45°极化天线接收垂直极化或水平极化波时,或者,当用垂直极化天线接收+45°极化或-45°极化波时,等等情况下,都要产生极化损失。用圆极化天线接收任**极化波,或者,用线极化天线接收任一圆极化波,等等情况下,也必然发生极化损失------只能接收到来波的一半能量。当接收天线的极化方向与来波的极化方向完全正交时,例如用水平极化的接收天线接收垂直极化的来波,或用右旋圆极化的接收天线接收左旋圆极化的来波时,天线就完全接收不到来波的能量,这种情况下极化损失为比较大,称极化完全隔离。 北京授时天线导航天线的天线极化可以是垂直极化、水平极化或圆极化等。
天线预定设计的极化称为主极化,该分量形成的方向图称为主极化方向图。对于线极化来说,在与主极化垂直的方向可能会产生非预定的极化分量,比如主极化为垂直极化时,在水平极化方向也会产生不需要的极化分量,我们称为交叉极化,交叉极化分量形成的方向图称为交叉极化方向图。交叉极化也称为正交极化,在设计和应用中需要加以避免或抑制。所有的辐射参数都能够从方向图上反映出来,比如:主极化、交叉极化、方向性系数、增益、半功率波束宽度、主瓣、副瓣、零点、后瓣、前后比、交叉极化比等等。主极化方向图具有更高的方向性,占据了主要的辐射能量。交叉极化方向图占据了次要的辐射能量,在主极化的比较大辐射方向,主极化电平与交叉极化电平之差称为交叉极化比,交叉极化比指标越大,说明交叉极化信号越小,主极化的纯度越高。半功率波束宽度(03dB)指比较大辐射方向功率密度下降至一半时的角域宽度。半功率波束宽度越窄,说明辐射能量越集中,天线辐射的方向性越强,通常采用方向性系数来衡量。方向性系数(D)用于描述天线在某特定方向上能量集中的程度。定义为在总辐射功率相同的条件下,天线在某特定方向上的辐射强度与参考天线的辐射强度之比。参考天线通常选择理想点源。
智能天线分为两大类:多波束智能天线与自适应阵智能天线,简称多波束天线和自适应阵天线。多波束天线利用多个并行波束覆盖整个用户区,每个波束的指向是固定的,波束宽度也随阵元数目的确定而确定。随着用户在小区中的移动,基站选择不同的相应波束,使接受信号**强。因为用户信号并不一定在固定波束的中心处,当用户位于波束边缘,干扰信号位于波束**时,接收效果**差,所以多波束天线不能实现信号比较好接收,一般只用作接收天线。但是与自适应阵天线相比,多波束天线具有结构简单、无需判定用户信号到达方向的优点。天线的设计和形状会影响其接收或发送信号的效果。
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比较大辐射方向上的电场矢量来说的。电场矢量在空间的取向在任何时间都保持不变的电磁波叫直线极化波,有时以地面作参考,将电场矢量方向与地面平行的波叫水平极化波,与地面垂直的波叫垂直极化波。由于水平极化波和入射面垂直,故又称正交极化波;重直极化波的电场矢量与入射平面平行,称之平行极化波。电场矢量和传播方向构成平面叫极化平面。电场矢量在空间的取向有的时候并不固定,电场失量端点描绘的轨迹是圆,称圆极化波:若轨迹是椭圆,称之为椭圆极化波,椭圆极化波和圆极化波都有旋相性。不论圆极化波或椭圆极化波,都可由两个互相垂直线性极化波合成。若大小相等合成圆极化波,不相等则合成椭圆极化波。天线可能会在非预定的极化上辐射不需要的能量。这种不需要的能量称为交叉极化辐射分量。对线极化天线而言,交叉极化和预定的极化方向垂直。对于圆极化天线,交叉极化与预订极化的旋向相反。所以交叉极化称正交极化。 天线的天线极化应与信号源的极化匹配。西安芯片厂家天线测试软件
天线的材料可以是金属、塑料或复合材料等。西安芯片厂家天线测试软件
天线接收信号的原理是利用电磁波的辐射和感应原理,将空中传输的电磁波信号转换为电信号,然后通过电路传递给接收机,再经过解调等处理后转换成原始信号。在接收端,天线将接收到的电磁波能量转换成交流电压信号,然后通过电缆传递到接收机中,经过放大、混频、解调等电路处理后,得到原始信号。其原理类似于一个接收机构,将空中传输的电磁波抓取、转化、放大并处理成人可以听到的声音或观察到的图像信号。不同类型的天线接收不同频率范围内的信号,例如卫星天线主要接收天上的卫星信号,电视天线主要接收电视信号。天线的设计与电磁波的工作原理密切相关,是无线通讯和广播技术中重要的元器件之一。西安芯片厂家天线测试软件