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無線局域網基礎知識:天線

來源:互聯網  2008-05-31 18:32:20  評論

頻率範圍

天線適用的最高及最小頻率。

增益

增益是用來表示天線集中輻射的程度。天線在某一方向的增益定義爲:在相同的輸入功率下,天線在某一方向某一位置産生的電場強度的平方(E2)與無耗理想點源天線在同一方向同一位置産生的電場強度的平方(E02)的比值,通常以G表示。

G=E2/E02(同一輸入功率)

同樣,增益也可以這樣來確定:在某一方向向某一位置産生相同電場強度的條件下,無耗理想點源天線的輸入功率(Pino)與天線的輸入功率(Pin)的比值,即稱爲該天線在該點方向的增益。

G=Pino/Pin(同一電場強度)

通常是以天線在最大輻射方向的增益作爲這一天線的增益。增益通常用分貝表示。即:G=101gPino/Pin天線增益的計算:G=η4πS/λ2=η(π/λ)2D2式中,S-天線口徑面積(平方米);λ-工作波長(米);D-抛物面口徑(即面口直徑)(米);η-天線效率。

方向圖

假如反天線在各方向輻射擊的強度用從原點出發的矢量長短來表示,則連接全部矢量端點所形成的包絡就是天線的方向圖。它顯示出天線的在不同方向輻射的相對大小,這種方向圖稱爲立體方向圖。矢徑的方向代表輻射的方向,矢徑的長短代表輻射擊的強度。方向圖包含有許多波瓣,其中包含最大輻射方向的波瓣稱爲主瓣。其它依次稱爲第一副瓣,第二副瓣等。

主瓣寬度

定義爲在方向圖上增益相對于最高增益下降3分貝的寬度,單位爲度(弧度)。

副瓣電平

副瓣的最大值相對主瓣最大值的比,稱爲副瓣電平,一般用分貝來表示,其定義爲:

101g(副瓣最大值功率/主瓣最大值功率)

如:副瓣最大值與主瓣最大值相應功率之比爲0.01,則副瓣電平爲-20dB。

天線噪聲溫度

進入天線的噪聲主要來銀河系的宇宙噪聲和來自大地、大氣的熱噪聲。不同口徑的天線、不同頻段、不同仰角和不同環境,天線的噪聲都不相同。在C波段,宇宙噪聲很小,主要是大地和大氣的熱噪聲。在Ku波段,這些噪聲也隨著頻率而增加。同一仰角時,天線尺寸越大波束越窄,因此天線的噪聲溫度TA(K)越小,不過隨著仰角加大,這種差別變小。而同一天線尺寸時,天線仰角Φ越大,天線的噪聲溫度TA(K)越低,反之Φ越小,TA越高。這是因爲仰角Φ越小,信號穿過大氣層厚度越大,從而氣象噪聲、大氣噪聲越強。

電壓駐波比&回波損耗

電壓駐波比用來表述端口的匹配性能的。同一性能還可用回波損耗來表述。這兩個指標定義如下,

電壓駐波比:

VSWR=(1+r)/(1-r)r:爲發射系數=ZL-Z0/ZL+Z0ZL爲輸入阻抗,Z0爲理想阻抗

回波損耗:

RL=10log(入射功率/反射功率)

效率(η)

輸入到天線的射頻功率,由于天線系統中的熱損耗、介質損耗、感應損耗(懸挂天線的設備及大地的感應損耗)而消耗一部分,因此不能全部變爲電磁波輻射出去。天線效率表示天線是否有效的轉換能量,是天線重要參數之一,發射天線的效率η是指真正射出去的功率Pr與輸入到天線的總功率Pin(輻射功率Pr與天線損耗功率Ps的和)之比,即:

η=Pr/Pin=Pr/(Pr+Ps)

上式還可以用天線輸入端的輻射電阻Rro和損耗電阻Rs表示。即:

η=I×Rro/(I×Rro+I×RS)=Rro/(Rro+RS)

可見,要提高天線輻射效率,應設法提高輻射電阻,盡可能降低損耗電阻。從上面算式中很明顯的看出,天線效率總是小于1。

功率容量

天線發射所能承受的最大射頻功率,單位:瓦W

極化方式

電磁波的極化形式可分爲線極化波和圓極化波,線極化波又可分爲水平極化和垂直極化波,圓極化波根據電場旋轉方向不同又可分爲左旋和右旋圓極化波。

輸入特性阻抗

天線輸入端的特性阻抗,單位:歐姆,Ω

軸向交叉極化隔離

不同極化的接收隔離,單位:分貝,dB

輸入接頭

防雷措施

  頻率範圍 天線適用的最高及最小頻率。 增益 增益是用來表示天線集中輻射的程度。天線在某一方向的增益定義爲:在相同的輸入功率下,天線在某一方向某一位置産生的電場強度的平方(E2)與無耗理想點源天線在同一方向同一位置産生的電場強度的平方(E02)的比值,通常以G表示。 G=E2/E02(同一輸入功率) 同樣,增益也可以這樣來確定:在某一方向向某一位置産生相同電場強度的條件下,無耗理想點源天線的輸入功率(Pino)與天線的輸入功率(Pin)的比值,即稱爲該天線在該點方向的增益。 G=Pino/Pin(同一電場強度) 通常是以天線在最大輻射方向的增益作爲這一天線的增益。增益通常用分貝表示。即:G=101gPino/Pin天線增益的計算:G=η4πS/λ2=η(π/λ)2D2式中,S-天線口徑面積(平方米);λ-工作波長(米);D-抛物面口徑(即面口直徑)(米);η-天線效率。 方向圖 假如反天線在各方向輻射擊的強度用從原點出發的矢量長短來表示,則連接全部矢量端點所形成的包絡就是天線的方向圖。它顯示出天線的在不同方向輻射的相對大小,這種方向圖稱爲立體方向圖。矢徑的方向代表輻射的方向,矢徑的長短代表輻射擊的強度。方向圖包含有許多波瓣,其中包含最大輻射方向的波瓣稱爲主瓣。其它依次稱爲第一副瓣,第二副瓣等。 主瓣寬度 定義爲在方向圖上增益相對于最高增益下降3分貝的寬度,單位爲度(弧度)。 副瓣電平 副瓣的最大值相對主瓣最大值的比,稱爲副瓣電平,一般用分貝來表示,其定義爲: 101g(副瓣最大值功率/主瓣最大值功率) 如:副瓣最大值與主瓣最大值相應功率之比爲0.01,則副瓣電平爲-20dB。 天線噪聲溫度 進入天線的噪聲主要來銀河系的宇宙噪聲和來自大地、大氣的熱噪聲。不同口徑的天線、不同頻段、不同仰角和不同環境,天線的噪聲都不相同。在C波段,宇宙噪聲很小,主要是大地和大氣的熱噪聲。在Ku波段,這些噪聲也隨著頻率而增加。同一仰角時,天線尺寸越大波束越窄,因此天線的噪聲溫度TA(K)越小,不過隨著仰角加大,這種差別變小。而同一天線尺寸時,天線仰角Φ越大,天線的噪聲溫度TA(K)越低,反之Φ越小,TA越高。這是因爲仰角Φ越小,信號穿過大氣層厚度越大,從而氣象噪聲、大氣噪聲越強。 電壓駐波比&回波損耗 電壓駐波比用來表述端口的匹配性能的。同一性能還可用回波損耗來表述。這兩個指標定義如下, 電壓駐波比: VSWR=(1+r)/(1-r)r:爲發射系數=ZL-Z0/ZL+Z0ZL爲輸入阻抗,Z0爲理想阻抗 回波損耗: RL=10log(入射功率/反射功率) 效率(η) 輸入到天線的射頻功率,由于天線系統中的熱損耗、介質損耗、感應損耗(懸挂天線的設備及大地的感應損耗)而消耗一部分,因此不能全部變爲電磁波輻射出去。天線效率表示天線是否有效的轉換能量,是天線重要參數之一,發射天線的效率η是指真正射出去的功率Pr與輸入到天線的總功率Pin(輻射功率Pr與天線損耗功率Ps的和)之比,即: η=Pr/Pin=Pr/(Pr+Ps) 上式還可以用天線輸入端的輻射電阻Rro和損耗電阻Rs表示。即: η=I×Rro/(I×Rro+I×RS)=Rro/(Rro+RS) 可見,要提高天線輻射效率,應設法提高輻射電阻,盡可能降低損耗電阻。從上面算式中很明顯的看出,天線效率總是小于1。 功率容量 天線發射所能承受的最大射頻功率,單位:瓦W 極化方式 電磁波的極化形式可分爲線極化波和圓極化波,線極化波又可分爲水平極化和垂直極化波,圓極化波根據電場旋轉方向不同又可分爲左旋和右旋圓極化波。 輸入特性阻抗 天線輸入端的特性阻抗,單位:歐姆,Ω 軸向交叉極化隔離 不同極化的接收隔離,單位:分貝,dB 輸入接頭 防雷措施
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