天線由支架，振子，線圈，外殼，接線柱組成；其根據(jù)頻率分為高頻，低頻和中頻；其具體分為物理指標(biāo)和電氣指標(biāo)。。。。

天線 - 概述 天線圖冊定義：天線是從空間輻射或接收電磁波（信息）的裝置。 天線（antenna)是一種變換器，它把傳輸線上傳播的導(dǎo)行波，變換成在無界媒介（通常是自由空間）中傳播的電磁波，或者進行相反的變換。在無線電設(shè)備中用來發(fā)射或接收電磁波的部件。無線電通信、廣播、電視、雷達、導(dǎo)航、電子對抗、遙感、射電天文等工程系統(tǒng)，凡是利用電磁波來傳遞信息的，都依靠天線來進行工作。此外，在用電磁波傳送能量方面，非信號的能量輻射也需要天線。一般天線都具有可逆性，即同一副天線既可用作發(fā)射天線，也可用作接收天線。同一天線作為發(fā)射或接收的基本特性參數(shù)是相同的。這就是天線的互易定理。 無線電設(shè)備中輻射或接收無線電波的裝置。它是無線電通信裝備、雷達、電子對抗設(shè)備和無線電導(dǎo)航設(shè)備的重要組成部分。天線通常由金屬導(dǎo)線（桿）或金屬面制成，前者稱為線天線，后者稱為面天線。用于輻射無線電波的天線稱發(fā)射天線，它把發(fā)信機送來的交變電流能量轉(zhuǎn)換為空間電磁波能量。用于接收無線電波的天線稱接收天線，它把從空間獲取的電磁波能量轉(zhuǎn)換為交變電流能量送給收信機。通常一副天線既可作為發(fā)射天線，也可作為接收天線，配有雙工器的天線可以收發(fā)同時共用。但有些天線只適宜作接收天線使用。 天線圖冊也指連接信號收發(fā)裝置和處理裝置之間的同軸電纜. 請參考下方的其他內(nèi)容. 描述天線電性能的主要電參數(shù)有：方向圖、增益系數(shù)、輸入阻抗、效率和頻帶寬度等。天線方向圖是表示以天線為球心的任一球面（半徑遠大于波長）上電場強度空間分布的立體圖形。通常用包含有最大輻射方向的兩個相互垂直的平面方向圖來表示。在某些特定方向能集中地輻射或接收電磁波的天線稱定向天線，其方向圖如圖1所示,它能增加設(shè)備的作用距離，提高抗干擾能力。利用天線方向圖某些特征可以完成諸如測向、導(dǎo)航和定向通信等任務(wù)。有時為了進一步提高天線的方向性，可以把若干個同一類型天線按一定規(guī)律排列起來構(gòu)成天線陣。天線的增益系數(shù)是：若將該天線換成理想的無方向性天線時，在原天線的最大場強方向上，相同距離仍產(chǎn)生相同場強的條件下，輸入到無方向性天線的功率與輸入到實際天線的功率之比。目前大型微波面天線的增益系數(shù)可達10左右。天線的幾何尺寸與工作波長之比愈大，方向性愈強，增益系數(shù)也就愈高。輸入阻抗是指天線輸入端所呈現(xiàn)的阻抗，一般包含有電阻和電抗兩部分。其值影響著收、發(fā)信機與饋線匹配的情況。效率是：天線輻射功率與其輸入功率之比。它表示天線完成能量轉(zhuǎn)換作用的有效程度。頻帶寬度是指天線主要性能指標(biāo)滿足規(guī)定要求時的工作頻率范圍。一副無源天線用于發(fā)射或接收時上述電參數(shù)均相同，這是天線的互易性。軍用天線還要有輕便靈活、便于架設(shè)、隱蔽性好、抗毀能力強等特殊要求。 天線圖冊天線的形狀很多，可按用途、頻率、結(jié)構(gòu)形式分類。長、中波段常使用 T形、倒 L形、傘形天線等；短波段常用的有雙極、籠形、菱形、對數(shù)周期、魚骨形天線等；超短波段常用的有引向天線(八木天線)、螺旋天線、角形反射器天線等；微波天線常使用面天線，如喇叭天線、拋物反射面天線等；移動電臺常使用水平平面為無方向性的天線，如鞭形天線等。上述天線的形狀,如圖2所示。結(jié)合有源器件的天線稱為有源天線，它可提高增益和實現(xiàn)小型化，現(xiàn)僅限于作接收天線。自適應(yīng)天線是由天線陣和自適應(yīng)處理器組成的系統(tǒng)，它按自適應(yīng)方式處理各陣單元的輸出,使干擾信號輸出最小,有用信號輸出最大，以提高通信、雷達等設(shè)備的抗干擾能力。還有微帶天線，是由貼在介質(zhì)基片一面上的金屬輻射元及另一面上的金屬接地板構(gòu)成的，可與飛行器表面同形，具有體積小、重量輕的特點，適用于快速飛行器上。 天線圖冊天線 - 分類 ①按工作性質(zhì)可分為發(fā)射天線和接收天線。 ②按用途可分為通信天線、廣播天線、電視天線、雷達天線等。 ③按工作波長可分為超長波天線、長波天線、中波天線、短波天線、超短波天線、微波天線等。 ④按結(jié)構(gòu)形式和工作原理可分為線天線和面天線等。描述天線的特性參量有方向圖、方向性系數(shù)、增益、輸入阻抗、輻射效率、極化和頻天線按維數(shù)來分可以分成兩種類型： 天線圖冊一維天線和二維天線一維天線由許多電線組成，這些電線或者像手機上用到的直線，或者是一些靈巧的形狀，就像出現(xiàn)電纜之前在電視機上使用的老兔子耳朵。單極和雙級天線是兩種最基本的一維天線。二維天線變化多樣，有片狀（一塊正方形金屬）、陣列狀（組織好的二維模式的一束片），還有喇叭狀，碟狀。天線根據(jù)使用場合的不同可以分為：手持臺天線、車載天線、基地天線三大類。手持臺天線就是個人使用手持對講機的天線，常見的有橡膠天線和拉桿天線兩大類。車載天線是指原設(shè)計安裝在車輛上通訊天線，最常見應(yīng)用最普遍的是吸盤天線。車載天線結(jié)構(gòu)上也有縮短型、四分之一波長、中部加感型、八分之五波長、雙二分之一波長等形式的天線。基地臺天線在整個通訊系統(tǒng)中具有非常關(guān)鍵的作用，尤其是作為通訊樞紐的通信臺站。常用的基地臺天線有玻璃鋼高增益天線、四環(huán)陣天線（八環(huán)陣天線）、定向天線。 天線 - 輻射 電容器到天線輻射的過程圖冊導(dǎo)線上有交變電流流動時，就可以發(fā)生電磁波的輻射，輻射的能力與導(dǎo)線的長度和形狀有關(guān)。如圖a所示，若兩導(dǎo)線的距離很近，電場被束縛在兩導(dǎo)線之間，因而輻射很微弱；將兩導(dǎo)線張開，如圖b、c所示，電場就散播在周圍空間，因而輻射增強。必須指出，當(dāng)導(dǎo)線的長度L遠小于波長λ時，輻射很微弱；導(dǎo)線的長度L增大到可與波長相比擬時，導(dǎo)線上的電流將大大增加，因而就能形成較強的輻射。 1.2對稱振子對稱振子是一種經(jīng)典的、迄今為止使用最廣泛的天線，單個半波對稱振子可簡單地單獨立地使用或用作為拋物面天線的饋源，也可采用多個半波對稱振子組成天線陣。兩臂長度相等的振子叫做對稱振子。每臂長度為四分之一波長、全長為二分之一波長的振子，稱半波對稱振子,見圖1.2a。另外，還有一種異型半波對稱振子，可看成是將全波對稱振子折合成一個窄長的矩形框，并把全波對稱振子的兩個端點相疊，這個窄長的矩形框稱為折合振子，注意，折合振子的長度也是為二分之一波長，故稱為半波折合振子,見圖1.2b。 1.3天線方向性的討論 1.3.1天線方向性發(fā)射天線的基本功能之一是把從饋線取得的能量向周圍空間輻射出去，基本功能之二是把大部分能量朝所需的方向輻射。垂直放置的半波對稱振子具有平放的“面包圈”形的立體方向圖（圖1.3.1a）。立體方向圖雖然立體感強，但繪制困難，圖1.3.1b與圖1.3.1c給出了它的兩個主平面方向圖，平面方向圖描述天線在某指定平面上的方向性。從圖1.3.1b可以看出，在振子的軸線方向上輻射為零，最大輻射方向在水平面上；而從圖1.3.1c可以看出，在水平面上各個方向上的輻射一樣大。 1.3.2天線方向性增強若干個對稱振子組陣，能夠控制輻射，產(chǎn)生“扁平的面包圈”，把信號進一步集中到在水平面方向上。下圖是4個半波振子沿垂線上下排列成一個垂直四元陣時的立體方向圖和垂直面方向圖。也可以利用反射板可把輻射能控制到單側(cè)方向，平面反射板放在陣列的一邊構(gòu)成扇形區(qū)覆蓋天線。下面的水平面方向圖說明了反射面的作用------反射面把功率反射到單側(cè)方向，提高了增益。拋物反射面的使用，更能使天線的輻射，像光學(xué)中的探照燈那樣，把能量集中到一個小立體角內(nèi)，從而獲得很高的增益。不言而喻，拋物面天線的構(gòu)成包括兩個基本要素：拋物反射面和放置在拋物面焦點上的輻射源。 1.3.3增益增益是指：在輸入功率相等的條件下，實際天線與理想的輻射單元在空間同一點處所產(chǎn)生的信號的功率密度之比。它定量地描述一個天線把輸入功率集中輻射的程度。增益顯然與天線方向圖有密切的關(guān)系，方向圖主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。可以這樣來理解增益的物理含義------為在一定的距離上的某點處產(chǎn)生一定大小的信號，如果用理想的無方向性點源作為發(fā)射天線，需要100W的輸入功率，而用增益為G=13dB=20的某定向天線作為發(fā)射天線時，輸入功率只需100/20=5W。換言之，某天線的增益，就其最大輻射方向上的輻射效果來說，與無方向性的理想點源相比，把輸入功率放大的倍數(shù)。半波對稱振子的增益為G=2.15dBi。 4個半波對稱振子沿垂線上下排列，構(gòu)成一個垂直四元陣，其增益約為G=8.15dBi(dBi這個單位表示比較對象是各向均勻輻射的理想點源)。如果以半波對稱振子作比較對象，其增益的單位是dBd。半波對稱振子的增益為G=0dBd（因為是自己跟自己比，比值為1，取對數(shù)得零值。）垂直四元陣，其增益約為G=8.15–2.15=6dBd。 1.3.4波瓣寬度方向圖通常都有多個波瓣，其中輻射強度最大的波瓣稱為主瓣，其余的波瓣稱為副瓣或旁瓣。參見圖1.3.4a,在主瓣最大輻射方向兩側(cè)，輻射強度降低3dB（功率密度降低一半）的兩點間的夾角定義為半功率波束寬度（又稱波瓣寬度或主瓣寬度或半功率角或-3dB波束寬度，half-power beamwidth，簡稱HPBW）。波瓣寬度越窄，方向性越好，作用距離越遠，抗干擾能力越強。還有一種波瓣寬度，即10dB波瓣寬度，顧名思義它是方向圖中輻射強度降低10dB（功率密度降至十分之一）的兩個點間的夾角。 1.3.5前后比方向圖中，前后瓣最大值之比稱為前后比，記為F/B。前后比越大，天線的后向輻射（或接收）越小。前后比F/B的計算十分簡單------ F/B=10Lg{（前向功率密度）/（后向功率密度）} 對天線的前后比F/B有要求時，其典型值為（18~30）dB，特殊情況下則要求達（35~40）dB。 1.3.6天線增益的若干近似計算式 1）天線主瓣寬度越窄，增益越高。對于一般天線，可用下式估算其增益： G（dBi）=10Lg{32000/（2θ3dB,E×2θ3dB,H）} 式中，2θ3dB,E與2θ3dB,H分別為天線在兩個主平面上的波瓣寬度； 32000是統(tǒng)計出來的經(jīng)驗數(shù)據(jù)。 2）對于拋物面天線，可用下式近似計算其增益： G（dBi）=10Lg{4.5×（D/λ0）2} 式中，D為拋物面直徑； λ0為中心工作波長； 4.5是統(tǒng)計出來的經(jīng)驗數(shù)據(jù)。 3）對于直立全向天線，有近似計算式 G（dBi）=10Lg{2L/λ0} 式中，L為天線長度； λ0為中心工作波長； 天線圖冊 1.3.7上旁瓣抑制對于基站天線，人們常常要求它的垂直面（即俯仰面）方向圖中，主瓣上方第一旁瓣盡可能弱一些。這就是所謂的上旁瓣抑制�；�站的服務(wù)對象是地面上的移動電話用戶，指向天空的輻射是毫無意義的。 1.3.8天線的下傾為使主波瓣指向地面，安置時需要將天線適度下傾。 1.4.1雙極化天線下圖示出了另兩種單極化的情況：+45°極化與-45°極化，它們僅僅在特殊場合下使用。這樣，共有四種單極化了，見下圖。把垂直極化和水平極化兩種極化的天線組合在一起，或者，把+45°極化和-45°極化兩種極化的天線組合在一起，就構(gòu)成了一種新的天線---雙極化天線。下圖示出了兩個單極化天線安裝在一起組成一付雙極化天線，注意，雙極化天線有兩個接頭。雙極化天線輻射（或接收）兩個極化在空間相互正交（垂直）的波。 1.4.2極化損失垂直極化波要用具有垂直極化特性的天線來接收，水平極化波要用具有水平極化特性的天線來接收。右旋圓極化波要用具有右旋圓極化特性的天線來接收，而左旋圓極化波要用具有左旋圓極化特性的天線來接收。當(dāng)來波的極化方向與接收天線的極化方向不一致時，接收到的信號都會變小，也就是說，發(fā)生極化損失。例如：當(dāng)用+45°極化天線接收垂直極化或水平極化波時，或者，當(dāng)用垂直極化天線接收+45°極化或-45°極化波時，等等情況下，都要產(chǎn)生極化損失。用圓極化天線接收任一線極化波，或者，用線極化天線接收任一圓極化波，等等情況下，也必然發(fā)生極化損失------只能接收到來波的一半能量。當(dāng)接收天線的極化方向與來波的極化方向完全正交時，例如用水平極化的接收天線接收垂直極化的來波，或用右旋圓極化的接收天線接收左旋圓極化的來波時，天線就完全接收不到來波的能量，這種情況下極化損失為最大，稱極化完全隔離。 1.4.3極化隔離理想的極化完全隔離是沒有的。饋送到一種極化的天線中去的信號多少總會有那么一點點在另外一種極化的天線中出現(xiàn)。例如下圖所示的雙極化天線中，設(shè)輸入垂直極化天線的功率為10W，結(jié)果在水平極化天線的輸出端測得的輸出功率為10mW。 1.5天線的輸入阻抗Zin 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+jXin。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。 1.6天線的工作頻率范圍（頻帶寬度）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。在移動通信系統(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。 1.7移動通信常用的基站天線、直放站天線與室內(nèi)天線 1.7.1板狀天線無論是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。板狀天線也常常被用作為直放站的用戶天線，根據(jù)作用扇形區(qū)的范圍大小，應(yīng)選擇相應(yīng)的天線型號。 1.7.1a基站板狀天線基本技術(shù)指標(biāo)示例頻率范圍824-960MHz 頻帶寬度70MHz 增益14~17dBi 極化垂直標(biāo)稱阻抗50Ohm 電壓駐波比≤1.4 前后比>25dB 下傾角（可調(diào)）3~8° 半功率波束寬度水平面60°~120°垂直面16°~8° 垂直面上旁瓣抑制<-12dB 互調(diào)≤110dBm 1.7.1b板狀天線高增益的形成 A.采用多個半波振子排成一個垂直放置的直線陣 B.在直線陣的一側(cè)加一塊反射板（以帶反射板的二半波振子垂直陣為例）增益為G=11~14dBi C.為提高板狀天線的增益，還可以進一步采用八個半波振子排陣前面已指出，四個半波振子排成一個垂直放置的直線陣的增益約為8dBi；一側(cè)加有一個反射板的四元式直線陣，即常規(guī)板狀天線，其增益約為14~17dBi。一側(cè)加有一個反射板的八元式直線陣，即加長型板狀天線，其增益約為16~19dBi。不言而喻，加長型板狀天線的長度，為常規(guī)板狀天線的一倍，達2.4m左右。 1.7.2高增益柵狀拋物面天線從性能價格比出發(fā)，人們常常選用柵狀拋物面天線作為直放站施主天線。由于拋物面具有良好的聚焦作用，所以拋物面天線集射能力強，直徑為1.5m的柵狀拋物面天線，在900兆頻段，其增益即可達G=20dBi。它特別適用于點對點的通信，例如它常常被選用為直放站的施主天線。拋物面采用柵狀結(jié)構(gòu)，一是為了減輕天線的重量，二是為了減少風(fēng)的阻力。拋物面天線一般都能給出不低于30dB的前后比，這也正是直放站系統(tǒng)防自激而對接收天線所提出的必須滿足的技術(shù)指標(biāo)。 1.7.3八木定向天線八木定向天線，具有增益較高、結(jié)構(gòu)輕巧、架設(shè)方便、價格便宜等優(yōu)點。因此，它特別適用于點對點的通信，例如它是室內(nèi)分布系統(tǒng)的室外接收天線的首選天線類型。八木定向天線的單元數(shù)越多，其增益越高，通常采用6-12單元的八木定向天線，其增益可達10-15dBi。 1.7.4室內(nèi)吸頂天線室內(nèi)吸頂天線必須具有結(jié)構(gòu)輕巧、外型美觀、安裝方便等優(yōu)點�，F(xiàn)今市場上見到的室內(nèi)吸頂天線，外形花色很多，但其內(nèi)芯的購造幾乎都是一樣的。這種吸頂天線的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，雖然尺寸很小，但由于是在天線寬帶理論的基礎(chǔ)上，借助計算機的輔助設(shè)計，以及使用網(wǎng)絡(luò)分析儀進行調(diào)試，所以能很好地滿足在非常寬的工作頻帶內(nèi)的駐波比要求，按照國家標(biāo)準(zhǔn)，在很寬的頻帶內(nèi)工作的天線其駐波比指標(biāo)為VSWR≤2。當(dāng)然，能達到VSWR≤1.5更好。順便指出，室內(nèi)吸頂天線屬于低增益天線,一般為G=2dBi。 1.7.5室內(nèi)壁掛天線室內(nèi)壁掛天線同樣必須具有結(jié)構(gòu)輕巧、外型美觀、安裝方便等優(yōu)點�，F(xiàn)今市場上見到的室內(nèi)壁掛天線，外形花色很多，但其內(nèi)芯的購造幾乎也都是一樣的。這種壁掛天線的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，屬于空氣介質(zhì)型微帶天線。由于采用了展寬天線頻寬的輔助結(jié)構(gòu)，借助計算機的輔助設(shè)計，以及使用網(wǎng)絡(luò)分析儀進行調(diào)試，所以能較好地滿足了工作寬頻帶的要求。順便指出，室內(nèi)壁掛天線具有一定的增益，約為G=7dBi。 2電波傳播的幾個基本概念目前GSM和CDMA移動通信使用的頻段為： GSM：890-960MHz，1710-1880MHz CDMA:806-896MHz 806-960MHz頻率范圍屬超短波范圍；1710~1880MHz頻率范圍屬微波范圍。電波的頻率不同，或者說波長不同，其傳播特點也不完全相同，甚至很不相同。 2.1自由空間通信距離方程設(shè)發(fā)射功率為PT，發(fā)射天線增益為GT，工作頻率為f.接收功率為PR，接收天線增益為GR，收、發(fā)天線間距離為R，那么電波在無環(huán)境干擾時，傳播途中的電波損耗L0有以下表達式： L0(dB)=10Lg（PT/PR） =32.45+20Lgf(MHz)+20LgR(km)-GT(dB)-GR(dB) [舉例]設(shè)：PT=10W=40dBmw；GR=GT=7(dBi)；f=1910MHz 問：R=500m時，PR=？解答：(1)L0(dB)的計算 L0(dB)=32.45+20Lg1910(MHz)+20Lg0.5(km)-GR(dB)-GT(dB) =32.45+65.62-6-7-7=78.07(dB) （2）PR的計算 PR=PT/(107.807)=10(W)/(107.807)=1(μW)/(100.807) =1(μW)/6.412=0.156(μW)=156(mμW) 順便指出，1.9GHz電波在穿透一層磚墻時，大約損失(10~15)dB 2.2超短波和微波的傳播視距 2.2.1極限直視距離超短波特別是微波，頻率很高，波長很短，它的地表面波衰減很快，因此不能依靠地表面波作較遠距離的傳播。超短波特別是微波，主要是由空間波來傳播的。簡單地說，空間波是在空間范圍內(nèi)沿直線方向傳播的波。顯然，由于地球的曲率使空間波傳播存在一個極限直視距離Rmax。在最遠直視距離之內(nèi)的區(qū)域，習(xí)慣上稱為照明區(qū)；極限直視距離Rmax以外的區(qū)域，則稱為陰影區(qū)。不言而語，利用超短波、微波進行通信時，接收點應(yīng)落在發(fā)射天線極限直視距離Rmax內(nèi)。受地球曲率半徑的影響，極限直視距離Rmax和發(fā)射天線與接收天線的高度HT與HR間的關(guān)系為：Rmax＝3.57{√HT(m)+√HR(m)}(km) 考慮到大氣層對電波的折射作用，極限直視距離應(yīng)修正為 Rmax＝4.12{√HT(m)+√HR(m)}(km) 天線圖冊由于電磁波的頻率遠低于光波的頻率，電波傳播的有效直視距離Re約為極限直視距離Rmax的70%，即Re=0.7Rmax. 例如，HT與HR分別為49m和1.7m，則有效直視距離為Re=24km。 2.3電波在平面地上的傳播特征由發(fā)射天線直接射到接收點的電波稱為直射波；發(fā)射天線發(fā)出的指向地面的電波，被地面反射而到達接收點的電波稱為反射波。顯然，接收點的信號應(yīng)該是直射波和反射波的合成。電波的合成不會象1+1=2那樣簡單地代數(shù)相加，合成結(jié)果會隨著直射波和反射波間的波程差的不同而不同。波程差為半個波長的奇數(shù)倍時，直射波和反射波信號相加，合成為最大；波程差為一個波長的倍數(shù)時，直射波和反射波信號相減，合成為最小�？梢姡�地面反射的存在，使得信號強度的空間分布變得相當(dāng)復(fù)雜。實際測量指出：在一定的距離Ri之內(nèi)，信號強度隨距離或天線高度的增加都會作起伏變化；在一定的距離Ri之外，隨距離的增加或天線高度的減少，信號強度將。單調(diào)下降。理論計算給出了這個Ri和天線高度HT與HR的關(guān)系式： Ri=（4HTHR）/l，l是波長。不言而喻，Ri必須小于極限直視距離Rmax。 2.4電波的多徑傳播在超短波、微波波段，電波在傳播過程中還會遇到障礙物(例如樓房、高大建筑物或山丘等)對電波產(chǎn)生反射。因此，到達接收天線的還有多種反射波（廣義地說，地面反射波也應(yīng)包括在內(nèi)），這種現(xiàn)象叫為多徑傳播。由于多徑傳輸，使得信號場強的空間分布變得相當(dāng)復(fù)雜，波動很大，有的地方信號場強增強，有的地方信號場強減弱；也由于多徑傳輸?shù)挠绊�，還會使電波的極化方向發(fā)生變化。另外，不同的障礙物對電波的反射能力也不同。例如：鋼筋水泥建筑物對超短波、微波的反射能力比磚墻強。我們應(yīng)盡量克服多徑傳輸效應(yīng)的負面影響，這也正是在通信質(zhì)量要求較高的通信網(wǎng)中，人們常常采用空間分集技術(shù)或極化分集技術(shù)的緣由。 2.5電波的繞射傳播在傳播途徑中遇到大障礙物時，電波會繞過障礙物向前傳播，這種現(xiàn)象叫做電波的繞射。超短波、微波的頻率較高，波長短，繞射能力弱，在高大建筑物后面信號強度小，形成所謂的“陰影區(qū)”。信號質(zhì)量受到影響的程度，不僅和建筑物的高度有關(guān)，和接收天線與建筑物之間的距離有關(guān)，還和頻率有關(guān)。例如有一個建筑物，其高度為10米，在建筑物后面距離200米處，接收的信號質(zhì)量幾乎不受影響，但在100米處，接收信號場強比無建筑物時明顯減弱。注意，誠如上面所說過的那樣，減弱程度還與信號頻率有關(guān)，對于216～223兆赫的射頻信號，接收信號場強比無建筑物時低16dB，對于670兆赫的射頻信號，接收信號場強比無建筑物時低20dB.如果建筑物高度增加到50米時，則在距建筑物1000米以內(nèi)，接收信號的場強都將受到影響而減弱。也就是說，頻率越高、建筑物越高、接收天線與建筑物越近，信號強度與通信質(zhì)量受影響程度越大；相反，頻率越低，建筑物越矮、接收天線與建筑物越遠，影響越小。因此，選擇基站場地以及架設(shè)天線時，一定要考慮到繞射傳播可能產(chǎn)生的各種不利影響，注意到對繞射傳播起影響的各種因素。 3傳輸線的幾個基本概念連接天線和發(fā)射機輸出端（或接收機輸入端）的電纜稱為傳輸線或饋線。傳輸線的主要任務(wù)是有效地傳輸信號能量，因此，它應(yīng)能將發(fā)射機發(fā)出的信號功率以最小的損耗傳送到發(fā)射天線的輸入端，或?qū)⑻炀�接收到的信號以最小的損耗傳送到接收機輸入端，同時它本身不應(yīng)拾取或產(chǎn)生雜散干擾信號，這樣，就要求傳輸線必須屏蔽。順便指出，當(dāng)傳輸線的物理長度等于或大于所傳送信號的波長時，傳輸線又叫做長線。 3.1傳輸線的種類超短波段的傳輸線一般有兩種：平行雙線傳輸線和同軸電纜傳輸線；微波波段的傳輸線有同軸電纜傳輸線、波導(dǎo)和微帶。平行雙線傳輸線由兩根平行的導(dǎo)線組成它是對稱式或平衡式的傳輸線，這種饋線損耗大，不能用于UHF頻段。同軸電纜傳輸線的兩根導(dǎo)線分別為芯線和屏蔽銅網(wǎng)，因銅網(wǎng)接地，兩根導(dǎo)體對地不對稱，因此叫做不對稱式或不平衡式傳輸線。同軸電纜工作頻率范圍寬，損耗小，對靜電耦合有一定的屏蔽作用，但對磁場的干擾卻無能為力。使用時切忌與有強電流的線路并行走向，也不能靠近低頻信號線路。 3.2傳輸線的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為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)的相對介電常數(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載阻抗無關(guān)。 3.3饋線的衰減系數(shù)信號在饋線里傳輸，除有導(dǎo)體的電阻性損耗外，還有絕緣材料的介質(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/100m（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，NOKIA7/8英寸低耗電纜，900MHz時衰減系數(shù)為β＝4.1dB/100m，也可寫成β＝3dB/73m，也就是說，頻率為900MHz的信號功率，每經(jīng)過73m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＝20.1dB/100m，也可寫成β＝3dB/15m，也就是說，頻率為900MHz的信號功率，每經(jīng)過15m長的這種電纜時，功率就要少一半！ 3.4匹配概念什么叫匹配？簡單地說，饋線終端所接負載阻抗ＺL等于饋線特性阻抗Ｚ0時，稱為饋線終端是匹配連接的。匹配時，饋線上只存在傳向終端負載的入射波，而沒有由終端負載產(chǎn)生的反射波，因此，當(dāng)天線作為終端負載時，匹配能保證天線取得全部信號功率。如下圖所示，當(dāng)天線阻抗為50歐時，與50歐的電纜是匹配的，而當(dāng)天線阻抗為80歐時，與50歐的電纜是不匹配的。如果天線振子直徑較粗，天線輸入阻抗隨頻率的變化較小，容易和饋線保持匹配，這時天線的工作頻率范圍就較寬。反之，則較窄。在實際工作中，天線的輸入阻抗還會受到周圍物體的影響。為了使饋線與天線良好匹配，在架設(shè)天線時還需要通過測量，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整天線的局部結(jié)構(gòu)，或加裝匹配裝置。 3.5反射損耗前面已指出，當(dāng)饋線和天線匹配時，饋線上沒有反射波，只有入射波，即饋線上傳輸?shù)闹皇窍蛱炀�方向行進的波。這時，饋線上各處的電壓幅度與電流幅度都相等，饋線上任意一點的阻抗都等于它的特性阻抗。　　而當(dāng)天線和饋線不匹配時，也就是天線阻抗不等于饋線特性阻抗時，負載就只能吸收饋線上傳輸?shù)牟糠指哳l能量，而不能全部吸收，未被吸收的那部分能量將反射回去形成反射波。例如，在右圖中，由于天線與饋線的阻抗不同，一個為75歐姆，一個為50歐姆，阻抗不匹配，其結(jié)果是 3.6電壓駐波比在不匹配的情況下,饋線上同時存在入射波和反射波。在入射波和反射波相位相同的地方，電壓振幅相加為最大電壓振幅Ｖmax，形成波腹；而在入射波和反射波相位相反的地方電壓振幅相減為最小電壓振幅Ｖmin，形成波節(jié)。其它各點的振幅值則介于波腹與波節(jié)之間。這種合成波稱為行駐波。反射波電壓和入射波電壓幅度之比叫作反射系數(shù)，記為R 反射波幅度（ＺL－Ｚ0） R＝─────＝─────── 入射波幅度（ＺL＋Ｚ0）波腹電壓與波節(jié)電壓幅度之比稱為駐波系數(shù)，也叫電壓駐波比，記為VSWR 波腹電壓幅度Ｖmax（1+R） VSWR＝──────────────＝──── 波節(jié)電壓輻度Ｖmin（1-R）終端負載阻抗ＺL和特性阻抗Ｚ0越接近，反射系數(shù)R越小，駐波比VSWR越接近于１，匹配也就越好。 3.7平衡裝置信號源或負載或傳輸線，根據(jù)它們對地的關(guān)系，都可以分成平衡和不平衡兩類。若信號源兩端與地之間的電壓大小相等、極性相反，就稱為平衡信號源，否則稱為不平衡信號源；若負載兩端與地之間的電壓大小相等、極性相反，就稱為平衡負載，否則稱為不平衡負載；若傳輸線兩導(dǎo)體與地之間阻抗相同，則稱為平衡傳輸線，否則為不平衡傳輸線。在不平衡信號源與不平衡負載之間應(yīng)當(dāng)用同軸電纜連接，在平衡信號源與平衡負載之間應(yīng)當(dāng)用平行雙線傳輸線連接，這樣才能有效地傳輸信號功率，否則它們的平衡性或不平衡性將遭到破壞而不能正常工作。如果要用不平衡傳輸線與平衡負載相連接，通常的辦法是在糧者之間加裝“平衡－不平衡”的轉(zhuǎn)換裝置，一般稱為平衡變換器。 3.7.1二分之一波長平衡變換器又稱“Ｕ”形管平衡變換器，它用于不平衡饋線同軸電纜與平衡負載半波對稱振子之間的連接�！埃铡毙喂芷胶庾儞Q器還有1:4的阻抗變換作用。移動通信系統(tǒng)采用的同軸電纜特性阻抗通常為50歐，所以在YAGI天線中，采用了折合半波振子，使其阻抗調(diào)整到200歐左右，實現(xiàn)最終與主饋線50歐同軸電纜的阻抗匹配。 3.7.2四分之一波長平衡-不平衡器利用四分之一波長短路傳輸線終端為高頻開路的性質(zhì)實現(xiàn)天線平衡輸入端口與同軸饋線不平衡輸出端口之間的平衡-不平衡變換。 天線 - 特性 1）極化：天線發(fā)出的電磁波可以作垂直極化或水平極化。當(dāng)干擾源天線（或發(fā)射天線）與敏感設(shè)備天線（或接收天線）極化特性相同時，輻射干擾在敏感設(shè)備輸入端產(chǎn)生的感應(yīng)電壓最強。 2）方向性：干擾源朝空間各個方向輻射電磁干擾或敏感設(shè)備接收來自各個方向的電磁干擾的能力是不同的。描述這種輻射或接收能力的參數(shù)稱方向特性。 3）極性圖：天線最重要的特性是它的輻射圖或極性圖。極性圖是天線從不同角度方向輻射出去的功率或場強所形成的圖 4）天線增益：天線的方向性用天線功率增益G表達。某一方向上的G由于天線內(nèi)的損耗，天線的輻射功率略小于輸入功率 5）互易性：接收天線的極性圖類似于發(fā)射天線的極性圖。所以，發(fā)射天線與接收天線無根本性差異，但有時也是不能互易的。 6）依從性：天線對頻率有依從性，在其設(shè)計的頻段內(nèi)能有效的工作，在此頻率以外則是低效的。不同形狀、結(jié)構(gòu)的天線接收的電磁波的頻率不同。 天線被廣泛地應(yīng)用于無線電業(yè)務(wù)領(lǐng)域。在電磁兼容中，天線主要是作為測量電磁輻射的傳感器，將電磁場轉(zhuǎn)換為交變電壓。再借助天線系數(shù)獲得電磁場強度值。所以，EMC中的測量天線，要求天線系數(shù)的精度要高，參數(shù)穩(wěn)定性好，而且天線的頻帶要寬。 3、天線系數(shù) 是指被測量的天線的場強值與接收機測得的天線的輸出端口電壓之比。電磁兼容其表達式為：  AF=E/V 以對數(shù)表示：dBAF=dBE-dBV AF（dB/m）=E（dBμv/m）-V（dBμv） E（dBμv/m）=V（dBμv）+AF（dB/m） 式中：E--天線的電場強度，單位為dBμv/m V--天線端口處的電壓，單位為dBμv AF—天線系數(shù)，單位為dB/m 天線系數(shù)AF應(yīng)在天線出廠時給出，并定期校準(zhǔn)。天線手冊中給出的天線系數(shù)，一般都是在遠區(qū)場、無反射和50歐負載下測得的�！� 天線 - 天線系統(tǒng)安裝規(guī)范 　　由于移動通信的迅猛發(fā)展，目前全國許多地區(qū)存在多網(wǎng)并存的局面，即A、B、G三網(wǎng)并存，其中有些地區(qū)的G網(wǎng)還包括GSM9000和GSM1800。為充分利用資源，實現(xiàn)資源共享，我們一般采用天線共塔的形式。這就涉及到天線的正確安裝問題，即如何安裝才能盡可能地減少天線之間的相互影響。在工程中我們一般用隔離度指標(biāo)來衡量，通常要求隔離度應(yīng)至少大于30dB，為滿足該要求，常采用使天線在垂直方向隔開或在水平方向隔開的方法，實踐證明，在天線間距相同時，垂直安裝比水平安裝能獲得更大的隔離度。　　總的來說，天線的安裝應(yīng)注意以下幾個問題：　　（1）定向天線的塔側(cè)安裝：為減少天線鐵塔對天線方向性圖的影響，在安裝時應(yīng)注意：定向天線的中心至鐵塔的距離為λ/4或3λ/4時，可獲得塔外的最大方向性�！　。�2）全向天線的塔側(cè)安裝：為減少天線鐵塔對天線方向性圖的影響，原則上天線鐵塔不能成為天線的反射器。因此在安裝中，天線總應(yīng)安裝于棱角上，且使天線與鐵塔任一部位的最近距離大于λ�！　。�3）多天線共塔：要盡量減少不同網(wǎng)收發(fā)信天線之間的耦合作用和相互影響，設(shè)法增大天線相互之間的隔離度，最好的辦法是增大相互之間的距離。天線共塔時，應(yīng)優(yōu)先采用垂直安裝�！　。�4）對于傳統(tǒng)的單極化天線（垂直極化），由于天線之間（RX-TX,TX-TX）的隔離度（≥30dB）和空間分集技術(shù)的要求，要求天線之間有一定的水平和垂直間隔距離，一般垂直距離約為50cm，水平距離約為4.5m，這時必須增加基建投資，以擴大安裝天線的平臺，而對于雙極化天線（±45°極化），由于±45°的極化正交性可以保證+45°和-45°兩副天線之間的隔離度滿足互調(diào)對天線間隔離度的要求（≥30dB），因此雙極化天線之間的空間間隔僅需20-30cm，移動基站可以不必興建鐵塔，只需要架一根直徑20cm的鐵柱，將雙極化天線按相應(yīng)覆蓋方向固定在鐵柱上即可。

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