天线(antenna)是一种变换器,它把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。在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。无线电通信、播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统,凡是利用电磁波来传递信息的,都依靠天线来进行工作。此外,在用电磁波传送能量方面,非信号的能量辐射也需要天线。一般天线都具有可逆性,即同一副天线既可用作发射天线,也可用作接收天线。同一天线作为发射或接收的基本特性参数是相同的。这就是天线的互易定理。通信天线的交互性设计使用户能够自由切换不同的通信模式,满足各种需求。北京终端通信天线测试板卡
天线需要解决的问题可归纳为三方面:***,有效地进行能量的转换,即提高天线辐射的效率或提高天线系统接收的信噪比。此时,可将天线等效为传输线的终端负载,要求天线与传输线之间实现良好匹配。因此,可将天线等效为电路(或微波网络),采用路的方法对其进行电路参数分析。第二,天线所辐射的电磁波必需具有方向性。辐射时,电磁波指向特定的空间区域,这样,即节约了能量,同时也避免了对其它空域产生有害的干扰;接收时,只面对特定空间区域的来波,这样,也阻止了其它空域方向过来的有害电磁波干扰,从而提高了接收系统的信噪比。天线辐射电磁波要实现特定的方向性,需要将天线辐射的整体三维电磁边界条件引入麦克斯韦方程组进行场的求解和分析,因此,又可将天线等效为场(辐射源),进行场的辐射参数分析。第三,天线辐射的电磁波具有极化取向,在同一无线电系统中收、发天线应具备相同的极化形式,否则,由此引起极化失配将降低天线的辐射效率。任何一个天线的极化特性同样是需要将天线辐射的整体三维电磁边界条件引入麦克斯韦方程组进行场的求解和分析,因此,极化特性**终也归结为辐射参数分析的范畴。 福建应用通信天线校准通信天线的简洁界面设计使用户能够快速上手,无需繁琐的设置步骤。
在移动通信系统中,犬线的作用就足建立各无线电活之间的无线传输线路。为了保证基站与业务区域内的移动站之间的通信,在该业务区域内,无线电波的能**应尽可能的均匀辐射,并且天线增益应尽可能高。出于业务区域的宽度范围已经确定,所以不能通过压扁水平面波束宽度来提高天线增益,垂直线阵天线能有效地提高大线增益。在蜂窝系统中,基站大线的增益通常在7--15dBd之间。多信道通信是提高通信容量,改善频率复用的**常用措施。这就要求具有宽频带特性及合分路功能:目前国内的GSM蜂窝系统中基站设备频带宽度为890--960MHz,其中890--915MHZ用于收信,935-960MHZ用于发信,天线带宽要求大于8%,带内VSWR小于。当天线既发射又接收时,就会产生无源交调,因而增加交调干扰。由于用户的急剧增加,通信信道不足已成为城市通信的严重问题,因此强烈地要求使用频率复用技术。虽然蜂窝系统具有利用频率复用技术的优势,但其有效性依赖于基站天线的辐射方向图。主波束倾斜和波束赋形技术有效地促进了频率复用。
对于公路覆盖地区,天线的选用原则如下:在以覆盖铁路、公路沿线为目标的基站,可以采用窄波束的定向天线。如果覆盖目标为公路及周围零星分布的村庄,可以考虑采用全向天线,如果覆盖目标*为高速公路等,可以考虑用8字型天线来解决。这样可以节约基站的数量,实现高速公路的覆盖。如果是对公路和公路一侧的城镇的覆盖,可以根据情况考虑用水平面半功率波束宽度为210。的天线来进行覆盖。建议在进行高速公路的覆盖上优先考虑8字型天线和210。天线。凭借其的易用性,通信天线使用户能够轻松实现高质量的通信连接。
移动通信的新技术、新器件令人耳日一新,对天线设计师也提出了前所未有的要求,如在便携的移动终端上如果使用常规天线,用户是不会接受的,而且设备小型化、微型化也就毫无意义。因此天线设计师们必须研制小型乃电子天线以适应现代技术,既能在很小的界面上工作,还要满足电性能指标。然而,对于天线设计师,不能停留在这种意义上的设计,还有更高的要求,先进的天线设计能使天线产生另外的系统功能,如分集接收能力,降低多路径衰落,或极化特性的选择功能等。尤其移动天线设计不再局限于在一个轮廓分明的平坦基面上实现小型化、轻重量、薄剖面或平嵌安装的全向天线,而是建立一个复杂的电磁结构,使其在无线信道中发挥重要作用,并成为系统设计的有机部分,涉及传播特性、本地环境条件、系统组成和性能、信噪比、带宽特性、天线本身的机械结构、制作技术的适应性以及使用安装的方便性等。移动系统本身的种类对天线设计影响也很大,陆地、海面、天空和卫星系统之间就有很大不同。在分区系统中,辐射方向图必须与区域图相一致以避免干扰;城市通信要采用分集接收以克服多路径衰落;移动终端要求降低移动系统和天线的尺寸。 通信天线的信号传输距离远,可满足大范围通信需求。安徽方向图通信天线滤波器
通信天线的信号传输稳定,可避免通信中断和数据丢失。北京终端通信天线测试板卡
随着移动通信用户的增加,当系统的容量达到极限时,分配给移动通信的频率逐渐由30Mz提高到50Mz、150MHz、250MHz、450MHz、800MHz和1800MHz。频率的变化相应的也使天线的设计方法有所变化。在任何特定设计中,只有一些目标是可以实现的,必须把多种情况作为**的整体来对待。但是有些要求总是必须考虑的因素。例如,容易操作控制和比较好使用且易获得的新材料,直接关系到产品的外观和生产,在某种意义上讲也关系到产品的销售量。当然,产品首先必须满足通信性能的要求:天线设计主要依靠一些***的数学方法和计算机辅助设计(CAD)。***的方法是有限差分时域法(HTD),这种方法允许辐射结构为任意形状并由多层不同材料构成。对于基站大线,通常分为定向犬线和全向大线,在,Ⅶ频段的基站天线及IF频段的全向天线均属线型结构天线,通常用矩量法分析设计;UHF以上的定向天线大多采用线形振子或贴层激励的平板式结构,可以用矩量法和儿何绕射理论(GTD混合法)分析计算,但实际上这类平板型天线完全可以用#P和Ansoft公司推出的HFSS软件仿真。借助于设计经验或简单理论分析,HFSS很容易求得这类天线的单元电气特性,利用天线原理的组阵方法可以推得比较好设计结果。 北京终端通信天线测试板卡