天線課件(華為)講述

1、RG000008 RG000008 天線知識(shí)介紹天線知識(shí)介紹ISSUE1.0ISSUE1.0無(wú)線產(chǎn)品課程開(kāi)發(fā)室無(wú)線產(chǎn)品課程開(kāi)發(fā)室引入引入移動(dòng)通信是當(dāng)今通信領(lǐng)域內(nèi)最為活躍、發(fā)展最為迅移動(dòng)通信是當(dāng)今通信領(lǐng)域內(nèi)最為活躍、發(fā)展最為迅速的領(lǐng)域之一，天線是用戶終端與基站控制設(shè)備間速的領(lǐng)域之一，天線是用戶終端與基站控制設(shè)備間通信的橋梁，廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通信和無(wú)線接入通信通信的橋梁，廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通信和無(wú)線接入通信系統(tǒng)中系統(tǒng)中,它的迅猛發(fā)展產(chǎn)生了巨大的推動(dòng)力，推動(dòng)它的迅猛發(fā)展產(chǎn)生了巨大的推動(dòng)力，推動(dòng)了天線概念的變革和技術(shù)的創(chuàng)新。能否對(duì)移動(dòng)通信了天線概念的變革和技術(shù)的創(chuàng)新。能否對(duì)移動(dòng)通信中天線方面的知識(shí)有深入的了

2、解、全面掌握天線相中天線方面的知識(shí)有深入的了解、全面掌握天線相關(guān)的知識(shí)，無(wú)論是對(duì)產(chǎn)品的安裝和維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃關(guān)的知識(shí)，無(wú)論是對(duì)產(chǎn)品的安裝和維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工作的順利開(kāi)展，都有著十分重要的意義。工作的順利開(kāi)展，都有著十分重要的意義。學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1 1、無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)、無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí) 2 2、天線輻射電磁波的基本原理介紹、天線輻射電磁波的基本原理介紹 3 3、關(guān)于天線、關(guān)于天線傳輸線的概念介紹傳輸線的概念介紹 4、基站天饋系統(tǒng)、基站天饋系統(tǒng)學(xué)習(xí)完本課程，您應(yīng)該能夠?qū)σ韵轮R(shí)有基本的了解：學(xué)習(xí)完本課程，您應(yīng)該能夠?qū)σ韵轮R(shí)有基本的了解：課程內(nèi)容課程內(nèi)容第一章第一章 無(wú)線電波和

3、超短波的基本知識(shí)無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)第二章第二章 天線輻射電磁波的基本原理天線輻射電磁波的基本原理第三章第三章 天線傳輸線的概念介紹天線傳輸線的概念介紹第四章第四章 基站天饋系統(tǒng)基站天饋系統(tǒng)第一章第一章 無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)三三節(jié)節(jié) 節(jié)內(nèi)容節(jié)內(nèi)容l 第二節(jié)第二節(jié) 超短波的基本知識(shí)超短波的基本知識(shí)第一章第一章 無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)1、無(wú)線電波的基本知識(shí)、無(wú)線電波的基本知識(shí)1、1 無(wú)線電波的概念無(wú)線電波的概念:無(wú)線電波是一種能量傳輸形式，在傳播過(guò)程中，無(wú)線電波是一種能量傳輸形式，在傳播過(guò)程中，電場(chǎng)和磁場(chǎng)在空間是相互垂直的，同時(shí)這

4、兩者又都垂電場(chǎng)和磁場(chǎng)在空間是相互垂直的，同時(shí)這兩者又都垂直于傳播方向。直于傳播方向。第一章第一章 無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)無(wú)線電波和光波一樣，它的傳播速度和傳播媒質(zhì)有關(guān)。無(wú)線電波和光波一樣，它的傳播速度和傳播媒質(zhì)有關(guān)。無(wú)線電波在真空中的傳播速度等于光速。我們用無(wú)線電波在真空中的傳播速度等于光速。我們用公里秒表示。在媒質(zhì)中的傳播速度為：公里秒表示。在媒質(zhì)中的傳播速度為：/ /（）1/21/2，式中，式中為傳播媒質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)。為傳播媒質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)。無(wú)線電波無(wú)線電波類(lèi)似一個(gè)類(lèi)似一個(gè)池塘上的波紋，在傳池塘上的波紋，在傳播時(shí)波會(huì)減弱播時(shí)波會(huì)減弱。第一章第一章 無(wú)線電波

5、和超短波的基本知識(shí)無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)電磁波的傳播電磁波的傳播電場(chǎng)電場(chǎng)電場(chǎng)電場(chǎng)電場(chǎng)電場(chǎng)振子振子電波傳輸方向電波傳輸方向磁場(chǎng)磁場(chǎng)磁場(chǎng)磁場(chǎng)第一章第一章 無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)無(wú)線電波的波長(zhǎng)、頻率和傳播速度的關(guān)系：無(wú)線電波的波長(zhǎng)、頻率和傳播速度的關(guān)系：可用式可用式 / / 表示。在公式中，為速度，表示。在公式中，為速度，單位為米單位為米/ /秒；秒； 為頻率，單位為赫茲；為頻率，單位為赫茲；為波長(zhǎng)，單為波長(zhǎng)，單位為米。由上述關(guān)系式不難看出，同一頻率的無(wú)線電波位為米。由上述關(guān)系式不難看出，同一頻率的無(wú)線電波在不同的媒質(zhì)中傳播時(shí)，速度是不同的，因此波長(zhǎng)也不在不同的媒質(zhì)

6、中傳播時(shí)，速度是不同的，因此波長(zhǎng)也不一樣。一樣。波長(zhǎng)波長(zhǎng)第一章第一章 無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)無(wú)線電波在空間傳播時(shí)，其電場(chǎng)方向是按一定的規(guī)律而無(wú)線電波在空間傳播時(shí)，其電場(chǎng)方向是按一定的規(guī)律而變化的，這種現(xiàn)象稱(chēng)為無(wú)線電波的極化。變化的，這種現(xiàn)象稱(chēng)為無(wú)線電波的極化。第一章第一章 無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)什么是天線？什么是天線？l把從導(dǎo)線上傳下來(lái)的電信號(hào)做為無(wú)線電波發(fā)射到空間把從導(dǎo)線上傳下來(lái)的電信號(hào)做為無(wú)線電波發(fā)射到空間.l收集無(wú)線電波并產(chǎn)生電信號(hào)收集無(wú)線電波并產(chǎn)生電信號(hào)B B l la a h h b la hb l a hb la h第一章

7、第一章 無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)1.3 天線的極化天線的極化天線輻射的電磁場(chǎng)的電場(chǎng)方向就是天線的極化方向天線輻射的電磁場(chǎng)的電場(chǎng)方向就是天線的極化方向垂直極化垂直極化水平極化水平極化+ 45度傾斜的極化度傾斜的極化- 45度傾斜的度傾斜的極化極化第一章第一章 無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)雙極化天線雙極化天線l兩個(gè)天線為一個(gè)整體，傳輸兩個(gè)獨(dú)立的波。兩個(gè)天線為一個(gè)整體，傳輸兩個(gè)獨(dú)立的波。V/H (垂直垂直/水平水平)傾斜傾斜 (+/- 45)第一章第一章 無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)1.4 圓極化波圓極化波如果電波在傳播過(guò)程

8、中電場(chǎng)的方向是旋轉(zhuǎn)的，就叫作如果電波在傳播過(guò)程中電場(chǎng)的方向是旋轉(zhuǎn)的，就叫作橢圓極化波。旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，如果電場(chǎng)的幅度，即大小保持不橢圓極化波。旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，如果電場(chǎng)的幅度，即大小保持不變，我們就叫它為圓極化波。向傳播方向看去順時(shí)針?lè)较蛐?，我們就叫它為圓極化波。向傳播方向看去順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的叫右旋圓極化波，反時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的叫做左旋圓極化波。轉(zhuǎn)的叫右旋圓極化波，反時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的叫做左旋圓極化波。 垂直極化波要用具有垂直極化特性的天線來(lái)接收，水平垂直極化波要用具有垂直極化特性的天線來(lái)接收，水平極化波要用具有水平極化特性的天線來(lái)接收。極化波要用具有水平極化特性的天線來(lái)接收。 右旋圓極化波要用具有右旋圓極化

9、特性的天線來(lái)接收；右旋圓極化波要用具有右旋圓極化特性的天線來(lái)接收；而左旋圓極化波要用具有左旋圓極化特性的天線來(lái)接收。當(dāng)而左旋圓極化波要用具有左旋圓極化特性的天線來(lái)接收。當(dāng)來(lái)波的極化方向與接收天線的極化方向不一致時(shí)，在接收過(guò)來(lái)波的極化方向與接收天線的極化方向不一致時(shí)，在接收過(guò)程中通常都要產(chǎn)生極化損失。程中通常都要產(chǎn)生極化損失。第一章第一章 無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)1.5 極化損失極化損失當(dāng)來(lái)波的極化方向與接收天線的極化方向不一致時(shí)，在當(dāng)來(lái)波的極化方向與接收天線的極化方向不一致時(shí)，在接收過(guò)程中通常都要產(chǎn)生極化損失，例如：當(dāng)用圓極化天線接收過(guò)程中通常都要產(chǎn)生極化損失，例如

10、：當(dāng)用圓極化天線接收任一線極化波，或用線極化天線接收任一圓極化波時(shí)，接收任一線極化波，或用線極化天線接收任一圓極化波時(shí)，都要產(chǎn)生分貝的極化損失，即只能接收到來(lái)波的一半能量；都要產(chǎn)生分貝的極化損失，即只能接收到來(lái)波的一半能量； 當(dāng)接收天線的極化方向（例如水平或右旋圓極化）與來(lái)當(dāng)接收天線的極化方向（例如水平或右旋圓極化）與來(lái)波的極化方向（相應(yīng)為垂直或左旋圓極化）完全正交時(shí)，接波的極化方向（相應(yīng)為垂直或左旋圓極化）完全正交時(shí)，接收天線也就完全接收不到來(lái)波的能量，這時(shí)稱(chēng)來(lái)波與接收天收天線也就完全接收不到來(lái)波的能量，這時(shí)稱(chēng)來(lái)波與接收天線極化是隔離的。線極化是隔離的。第一章第一章 無(wú)線電波和超短波的基本知

11、識(shí)無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)1.6 (極化極化)隔離隔離隔離代表饋送到一種極化的信號(hào)在另外一種極化中出現(xiàn)的比例隔離代表饋送到一種極化的信號(hào)在另外一種極化中出現(xiàn)的比例 1000mW (即即1W)1mW在這種情況下的隔離為在這種情況下的隔離為10log(1000mW/1mW) = 30dB第一章第一章 無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)l 第二節(jié)第二節(jié) 超短波的基本知識(shí)超短波的基本知識(shí)第一章第一章 無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)2 2 超短波的傳播超短波的傳播無(wú)線電波的波長(zhǎng)不同，傳播特點(diǎn)也不完全相同。無(wú)線電波的波長(zhǎng)不同，傳播特點(diǎn)也不完全相同。目前目前GSMG

12、SM和和CDMACDMA移動(dòng)通信使用的頻段都屬于移動(dòng)通信使用的頻段都屬于UHFUHF（特高頻）（特高頻）超短波段，其高端屬于微波。超短波段，其高端屬于微波。 2.1 2.1 超短波和微波的視距傳播超短波和微波的視距傳播 超短波和微波的頻率很高，波長(zhǎng)較短，它的地面超短波和微波的頻率很高，波長(zhǎng)較短，它的地面波衰減很快。因此也不能依靠地面波作較遠(yuǎn)距離的傳播，波衰減很快。因此也不能依靠地面波作較遠(yuǎn)距離的傳播，它主要是由空間波來(lái)傳播的。它主要是由空間波來(lái)傳播的。第一章第一章 無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)直視距離和發(fā)射天線以及接收天線的直視距離和發(fā)射天線以及接收天線的高度有關(guān)系，并

13、受到地球曲率半徑的影響。高度有關(guān)系，并受到地球曲率半徑的影響。由簡(jiǎn)單的幾何關(guān)系式可知由簡(jiǎn)單的幾何關(guān)系式可知 AB3.57( HT 1/21/2 +HR 1/2 1/2 )(公里公里) BARTRRO接收天線高HR發(fā)射天線高HT第一章第一章 無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)2.2 2.2 電波的多徑傳播電波的多徑傳播電波除了直接傳播外，遇到障礙物，例如，山丘、電波除了直接傳播外，遇到障礙物，例如，山丘、森林、地面或樓房等高大建筑物，還會(huì)產(chǎn)生反射。因此，森林、地面或樓房等高大建筑物，還會(huì)產(chǎn)生反射。因此，到達(dá)接收天線的超短波不僅有直射波，還有反射波，這種到達(dá)接收天線的超短波不僅有

14、直射波，還有反射波，這種現(xiàn)象就叫多徑傳輸?，F(xiàn)象就叫多徑傳輸。 由于多途徑傳播使得信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)分布相當(dāng)復(fù)雜，波動(dòng)很由于多途徑傳播使得信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)分布相當(dāng)復(fù)雜，波動(dòng)很大；也由于多徑傳輸?shù)挠绊?，?huì)使電波的極化方向發(fā)生變大；也由于多徑傳輸?shù)挠绊懀瑫?huì)使電波的極化方向發(fā)生變化，因此，有的地方信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)增強(qiáng)，有的地方信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)減化，因此，有的地方信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)增強(qiáng)，有的地方信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)減弱。另外，不同的障礙物對(duì)電波的反射能力也不同。弱。另外，不同的障礙物對(duì)電波的反射能力也不同。第一章第一章 無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí) 多徑傳播與反射多徑傳播與反射第一章第一章 無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)無(wú)線電波和超短波的

15、基本知識(shí)用分集接收改善信號(hào)電平用分集接收改善信號(hào)電平第一章第一章 無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)2.2. 電波的繞射傳播電波的繞射傳播電波在傳播途徑上遇到障礙物時(shí)，總是力圖繞過(guò)障礙物，電波在傳播途徑上遇到障礙物時(shí)，總是力圖繞過(guò)障礙物，再向前傳播。這種現(xiàn)象叫做電波的繞射。超短波的繞射能力較再向前傳播。這種現(xiàn)象叫做電波的繞射。超短波的繞射能力較弱，在高大建筑物后面會(huì)形成所謂的弱，在高大建筑物后面會(huì)形成所謂的“陰影區(qū)陰影區(qū)”。信號(hào)質(zhì)量受到影響的程度不僅和接收天線距建筑物的距信號(hào)質(zhì)量受到影響的程度不僅和接收天線距建筑物的距離及建筑物的高度有關(guān)，還和頻率有關(guān)。離及建筑物的高度有關(guān)，

16、還和頻率有關(guān)。也就是說(shuō)，頻率越高，建筑物越高、越近，影響越大。也就是說(shuō)，頻率越高，建筑物越高、越近，影響越大。相反，頻率越低，建筑物越矮、越遠(yuǎn)，影響越小。相反，頻率越低，建筑物越矮、越遠(yuǎn)，影響越小。 因此，架設(shè)天線選擇基站場(chǎng)地時(shí)，必須按上述原則來(lái)考慮因此，架設(shè)天線選擇基站場(chǎng)地時(shí)，必須按上述原則來(lái)考慮對(duì)繞射傳播可能產(chǎn)生的各種不利因素，并努力加以避免。對(duì)繞射傳播可能產(chǎn)生的各種不利因素，并努力加以避免。問(wèn)題問(wèn)題無(wú)線電波的概念是什么？無(wú)線電波的概念是什么？無(wú)線電波的波長(zhǎng)、頻率和傳播速度的關(guān)系？無(wú)線電波的波長(zhǎng)、頻率和傳播速度的關(guān)系？解釋無(wú)線電波的繞射現(xiàn)象？解釋無(wú)線電波的繞射現(xiàn)象？水平極化波和垂直極化波的

17、區(qū)別是什么？（請(qǐng)圖示）水平極化波和垂直極化波的區(qū)別是什么？（請(qǐng)圖示）解答解答無(wú)線電波是一種能量傳輸形式，在傳播過(guò)程中，電場(chǎng)和磁場(chǎng)在空間是無(wú)線電波是一種能量傳輸形式，在傳播過(guò)程中，電場(chǎng)和磁場(chǎng)在空間是相互垂直的，同時(shí)這兩者又都垂直于傳播方向相互垂直的，同時(shí)這兩者又都垂直于傳播方向。可用式可用式 / / 表示。在公式中，為速度，單位為米表示。在公式中，為速度，單位為米/ /秒；秒； 為頻率，單位為赫芝；為頻率，單位為赫芝；為波長(zhǎng)，單位為米。由上述關(guān)系式不難看出，為波長(zhǎng)，單位為米。由上述關(guān)系式不難看出，同一頻率的無(wú)線電波在不同的媒質(zhì)中傳播時(shí)，速度是不同的，因此波同一頻率的無(wú)線電波在不同的媒質(zhì)中傳播時(shí)，

18、速度是不同的，因此波長(zhǎng)也不一樣。長(zhǎng)也不一樣。電波在傳播途徑上遇到障礙物時(shí)，總是力圖繞過(guò)障礙物，再向前傳播。電波在傳播途徑上遇到障礙物時(shí)，總是力圖繞過(guò)障礙物，再向前傳播。這種現(xiàn)象叫做電波的繞射。這種現(xiàn)象叫做電波的繞射。解答解答無(wú)線電波在空間傳播時(shí)，其電場(chǎng)方向是按一定的規(guī)律而變化的，無(wú)線電波在空間傳播時(shí)，其電場(chǎng)方向是按一定的規(guī)律而變化的，這種現(xiàn)象稱(chēng)為無(wú)線電波的極化。無(wú)線電波的電場(chǎng)方向稱(chēng)為電波這種現(xiàn)象稱(chēng)為無(wú)線電波的極化。無(wú)線電波的電場(chǎng)方向稱(chēng)為電波的極化方向。如果電波的電場(chǎng)方向垂直于地面，我們就稱(chēng)它為的極化方向。如果電波的電場(chǎng)方向垂直于地面，我們就稱(chēng)它為垂直極化波。如果電波的電場(chǎng)方向與地面平行，則稱(chēng)它

19、為水平垂直極化波。如果電波的電場(chǎng)方向與地面平行，則稱(chēng)它為水平極化波極化波。小結(jié)小結(jié)l本章介紹了無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)，其中主要包本章介紹了無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)，其中主要包括的內(nèi)容有：無(wú)線電波的概念、無(wú)線電波的極化、天線括的內(nèi)容有：無(wú)線電波的概念、無(wú)線電波的極化、天線的概念、天線的極化、圓極化波、極化損失、極化隔離、的概念、天線的極化、圓極化波、極化損失、極化隔離、超短波和微波的視距傳播、電波的多徑傳播、電波的繞超短波和微波的視距傳播、電波的多徑傳播、電波的繞射傳播等方面的內(nèi)容。射傳播等方面的內(nèi)容。l通過(guò)對(duì)本章的學(xué)習(xí)，應(yīng)該對(duì)無(wú)線電波和超短波的特性有通過(guò)對(duì)本章的學(xué)習(xí)，應(yīng)該對(duì)無(wú)線電波和超短

20、波的特性有一定的了解，掌握這部分和天線相關(guān)的知識(shí)。同時(shí)，通一定的了解，掌握這部分和天線相關(guān)的知識(shí)。同時(shí)，通過(guò)課后習(xí)題的學(xué)習(xí)，可以對(duì)這部分的知識(shí)加以鞏固。過(guò)課后習(xí)題的學(xué)習(xí)，可以對(duì)這部分的知識(shí)加以鞏固。課程內(nèi)容課程內(nèi)容第一章第一章 無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)第二章第二章 天線輻射電磁波的基本原理天線輻射電磁波的基本原理第三章第三章 天線傳輸線的概念介紹天線傳輸線的概念介紹第四章第四章 基站天饋系統(tǒng)基站天饋系統(tǒng)第二章第二章 天線輻射電磁波的基本原理天線輻射電磁波的基本原理導(dǎo)線載有交變電流時(shí)，就可以形成電磁波的輻射，輻射的能導(dǎo)線載有交變電流時(shí)，就可以形成電磁波的輻射，輻射的能

21、力與導(dǎo)線的長(zhǎng)短和形狀有關(guān)力與導(dǎo)線的長(zhǎng)短和形狀有關(guān). 當(dāng)導(dǎo)線的長(zhǎng)度增大到可與波長(zhǎng)相比擬時(shí)，導(dǎo)線上的電流就大當(dāng)導(dǎo)線的長(zhǎng)度增大到可與波長(zhǎng)相比擬時(shí)，導(dǎo)線上的電流就大大增加，因而就能形成較強(qiáng)的輻射。通常將上述能產(chǎn)生顯著輻射的大增加，因而就能形成較強(qiáng)的輻射。通常將上述能產(chǎn)生顯著輻射的直導(dǎo)線稱(chēng)為振子直導(dǎo)線稱(chēng)為振子。 第二章第二章 天線輻射電磁波的基本原理天線輻射電磁波的基本原理天線可視為一個(gè)四端網(wǎng)絡(luò)天線可視為一個(gè)四端網(wǎng)絡(luò)第二章第二章 天線輻射電磁波的基本原理天線輻射電磁波的基本原理同軸線變化為天線同軸線變化為天線第二章第二章 天線輻射電磁波的基本原理天線輻射電磁波的基本原理2.1 對(duì)稱(chēng)振子（半波振子）對(duì)稱(chēng)振

22、子（半波振子）兩臂長(zhǎng)度相等的振子叫做對(duì)稱(chēng)振子，也叫半波振子。兩臂長(zhǎng)度相等的振子叫做對(duì)稱(chēng)振子，也叫半波振子。振子振子1/2波長(zhǎng)波長(zhǎng)1/4波長(zhǎng)波長(zhǎng)1/4波長(zhǎng)波長(zhǎng)1/2波長(zhǎng)波長(zhǎng)波長(zhǎng)波長(zhǎng)一個(gè)一個(gè)1/2波長(zhǎng)的對(duì)稱(chēng)振子波長(zhǎng)的對(duì)稱(chēng)振子 在在800MHz 約約 200mm長(zhǎng)長(zhǎng) 400MHz 約約 400mm 長(zhǎng)長(zhǎng)第二章第二章 天線輻射電磁波的基本原理天線輻射電磁波的基本原理對(duì)稱(chēng)振子上的場(chǎng)分布對(duì)稱(chēng)振子上的場(chǎng)分布第二章第二章 天線輻射電磁波的基本原理天線輻射電磁波的基本原理2.2 2.2 天線的輸入阻抗天線的輸入阻抗天線和饋線的連接端，即饋電點(diǎn)兩端感應(yīng)的信號(hào)電壓與天線和饋線的連接端，即饋電點(diǎn)兩端感應(yīng)的信號(hào)電壓與信

23、號(hào)電流之比，稱(chēng)為天線的輸入阻抗。輸入阻抗有電阻分量信號(hào)電流之比，稱(chēng)為天線的輸入阻抗。輸入阻抗有電阻分量和電抗分量。輸入阻抗的電抗分量會(huì)減少?gòu)奶炀€進(jìn)入饋線的和電抗分量。輸入阻抗的電抗分量會(huì)減少?gòu)奶炀€進(jìn)入饋線的有效信號(hào)功率。因此，必須使電抗分量盡可能為零，使天線有效信號(hào)功率。因此，必須使電抗分量盡可能為零，使天線的輸入阻抗為純電阻。的輸入阻抗為純電阻。 輸入阻抗與天線的結(jié)構(gòu)和工作波長(zhǎng)有關(guān)，基本半波振子，輸入阻抗與天線的結(jié)構(gòu)和工作波長(zhǎng)有關(guān)，基本半波振子，即由中間對(duì)稱(chēng)饋電的半波長(zhǎng)導(dǎo)線，其輸入阻抗為（即由中間對(duì)稱(chēng)饋電的半波長(zhǎng)導(dǎo)線，其輸入阻抗為（73.173.142.542.5）歐姆。）歐姆。第二章第二章

24、 天線輻射電磁波的基本原理天線輻射電磁波的基本原理2.3 2.3 天線的方向性天線的方向性天線的方向性是指天線向一定方向輻射電磁波的天線的方向性是指天線向一定方向輻射電磁波的能力。對(duì)于接收天線而言，方向性表示天線對(duì)不同方能力。對(duì)于接收天線而言，方向性表示天線對(duì)不同方向傳來(lái)的電波所具有的接收能力。天線的方向性的特向傳來(lái)的電波所具有的接收能力。天線的方向性的特性曲線通常用方向圖來(lái)表示性曲線通常用方向圖來(lái)表示. .方向圖可用來(lái)說(shuō)明天線在空間各個(gè)方向上所具有方向圖可用來(lái)說(shuō)明天線在空間各個(gè)方向上所具有的發(fā)射或接收電磁波的能力。的發(fā)射或接收電磁波的能力。第二章第二章 天線輻射電磁波的基本原理天線輻射電磁波

25、的基本原理天線方向圖天線方向圖第二章第二章 天線輻射電磁波的基本原理天線輻射電磁波的基本原理2.4 天線的工作頻率范圍天線的工作頻率范圍(帶寬帶寬)無(wú)論是發(fā)射天線還是接收天線，它們總是在一定的無(wú)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內(nèi)工作的，通常，工作在中心頻率時(shí)天線所能輸頻率范圍內(nèi)工作的，通常，工作在中心頻率時(shí)天線所能輸送的功率最大，偏離中心頻率時(shí)它所輸送的功率都將減小，送的功率最大，偏離中心頻率時(shí)它所輸送的功率都將減小，據(jù)此可定義天線的頻率帶寬。據(jù)此可定義天線的頻率帶寬。有幾種不同的定義：有幾種不同的定義：l 一種是指天線增益下降三分貝時(shí)的頻帶寬度；一種是指天線增益下降三分貝時(shí)

26、的頻帶寬度；l 另一種是指在規(guī)定的駐波比下天線的工作頻帶寬度。另一種是指在規(guī)定的駐波比下天線的工作頻帶寬度。 第二章第二章 天線輻射電磁波的基本原理天線輻射電磁波的基本原理當(dāng)天線的工作波長(zhǎng)不是最佳時(shí)天線性能要下降當(dāng)天線的工作波長(zhǎng)不是最佳時(shí)天線性能要下降在天線工作頻帶內(nèi)在天線工作頻帶內(nèi),天線性能下降不多天線性能下降不多,仍然是可以接受的仍然是可以接受的。在在 850MHz 1/2 波長(zhǎng)振子最波長(zhǎng)振子最佳佳在在 890MHz天線振子天線振子在在820MHz在在 820 MHz 1/2 波長(zhǎng)波長(zhǎng) 為為 180mm, 在在890 MHz 為為 170mm 175mm對(duì)對(duì) 850MHz 將是最佳的將是最

27、佳的該天線的頻帶寬度該天線的頻帶寬度 = 890 - 820 = 70MHz第二章第二章 天線輻射電磁波的基本原理天線輻射電磁波的基本原理2.5 天線的功能天線的功能: 控制輻射能量的去向控制輻射能量的去向 在地平面上，為了把信號(hào)集中到所需要的地方，要求把在地平面上，為了把信號(hào)集中到所需要的地方，要求把“面包圈面包圈” 壓成扁平的壓成扁平的。側(cè)視側(cè)視頂視頂視第二章第二章 天線輻射電磁波的基本原理天線輻射電磁波的基本原理對(duì)對(duì) 稱(chēng)稱(chēng) 振振 子子 組組 陣陣 能能 夠夠 控控 制制 輻輻 射射 能能 構(gòu)構(gòu) 成成 “ 扁扁 平平 的的 面面 包包 圈圈 ”在這兒增益在這兒增益= 10log(4mW/1

28、mW) = 6dBd 更加集中的信號(hào)更加集中的信號(hào)在陣中有在陣中有4個(gè)對(duì)稱(chēng)振子個(gè)對(duì)稱(chēng)振子 在接收機(jī)中就在接收機(jī)中就有4 mW功率功率一個(gè)對(duì)稱(chēng)臺(tái)振子一個(gè)對(duì)稱(chēng)臺(tái)振子假設(shè)在接收機(jī)中假設(shè)在接收機(jī)中有1mW功率功率 第二章第二章 天線輻射電磁波的基本原理天線輻射電磁波的基本原理利用反射板可把輻射能控制聚焦到一個(gè)方向利用反射板可把輻射能控制聚焦到一個(gè)方向反射面放在陣列的一邊構(gòu)成扇形覆蓋天線反射面放在陣列的一邊構(gòu)成扇形覆蓋天線在我們的在我們的“扇形覆蓋天線扇形覆蓋天線”中，反射面把功率聚焦到一個(gè)方向進(jìn)一步提高了增益中，反射面把功率聚焦到一個(gè)方向進(jìn)一步提高了增益這里這里, “扇形覆蓋天線扇形覆蓋天線” 與單個(gè)

29、對(duì)稱(chēng)振子相比的增益為與單個(gè)對(duì)稱(chēng)振子相比的增益為10log(8mW/1mW) = 9dBd “全向陣全向陣” 例如在接收機(jī)中為例如在接收機(jī)中為4mW功率功率 “扇形覆蓋天線扇形覆蓋天線 ”將在接收機(jī)中有將在接收機(jī)中有8mW功率功率 (頂視)天線天線第二章第二章 天線輻射電磁波的基本原理天線輻射電磁波的基本原理2.6 dBd 和和 dBi的區(qū)別的區(qū)別一個(gè)單一對(duì)稱(chēng)振子一個(gè)單一對(duì)稱(chēng)振子dipole具具有面包圈形的方向圖輻射有面包圈形的方向圖輻射 一個(gè)各向同性一個(gè)各向同性isotropic的的輻射器在所有方向具有相輻射器在所有方向具有相同的輻射同的輻射一個(gè)天線與對(duì)稱(chēng)振子相比較的增益一個(gè)天線與對(duì)稱(chēng)振子相比

30、較的增益用用“dBd”表示表示一個(gè)天線與各向同性輻射器相比較的增一個(gè)天線與各向同性輻射器相比較的增益用益用“dBi”表示表示例如例如: 3dBd = 5.17dBi2.17dB 對(duì)稱(chēng)振子的增益為對(duì)稱(chēng)振子的增益為2.17dB 第二章第二章 天線輻射電磁波的基本原理天線輻射電磁波的基本原理2.7 前后比前后比方向圖中，前后瓣最大電平之比稱(chēng)為前后比。方向圖中，前后瓣最大電平之比稱(chēng)為前后比。前向功率前向功率后向功率后向功率以以dB表示的前后比表示的前后比 = 10 log 典型值為典型值為 25dB 左右左右目的是有一個(gè)盡可能小的反向功率目的是有一個(gè)盡可能小的反向功率(前向功率前向功率)(反向功率反向

31、功率)第二章第二章 天線輻射電磁波的基本原理天線輻射電磁波的基本原理2.8 波束寬度波束寬度120 (eg)峰值峰值 - 10dB點(diǎn)點(diǎn) - 10dB點(diǎn)點(diǎn)60 (eg)峰值峰值 - 3dB點(diǎn)點(diǎn) - 3dB點(diǎn)點(diǎn)15 (eg)PeakPeak - 3dBPeak - 3dB32 (eg)PeakPeak - 10dBPeak - 10dB俯仰面即垂直面方向圖3dB 波束寬度波束寬度方位即水平面方向圖10dB 波束寬度波束寬度第二章第二章 天線輻射電磁波的基本原理天線輻射電磁波的基本原理2.9 天線增益與方向圖的關(guān)系天線增益與方向圖的關(guān)系一般說(shuō)來(lái)，天線的主瓣波束寬度越窄，天線增益一般說(shuō)來(lái)，天線的主瓣波

32、束寬度越窄，天線增益G越高。越高。當(dāng)旁瓣電平及前后比正常的情況下，可用下式近似表示當(dāng)旁瓣電平及前后比正常的情況下，可用下式近似表示計(jì)算時(shí)要換算成dB值）為天線增益（為倍數(shù)，計(jì)算時(shí)要換算成dB值）， 為垂直半功率角，為水平半功率角。G =32600/( ) a其中，其中，Ga為天線增益（為倍數(shù)，計(jì)算時(shí)要換算成為天線增益（為倍數(shù)，計(jì)算時(shí)要換算成dB值）值）為垂直半功率角，為垂直半功率角，為水平半功率角。為水平半功率角。第二章第二章 天線輻射電磁波的基本原理天線輻射電磁波的基本原理天線增益與方向圖半功率波瓣寬度關(guān)系曲線天線增益與方向圖半功率波瓣寬度關(guān)系曲線第二章第二章 天線輻射電磁波的基本原理天線輻

33、射電磁波的基本原理方向圖旁瓣顯示方向圖旁瓣顯示上旁瓣抑制上旁瓣抑制下旁瓣抑制下旁瓣抑制第二章第二章 天線輻射電磁波的基本原理天線輻射電磁波的基本原理全向天線增益與垂直波瓣寬度全向天線增益與垂直波瓣寬度第二章第二章 天線輻射電磁波的基本原理天線輻射電磁波的基本原理9dBd全向天線全向天線第二章第二章 天線輻射電磁波的基本原理天線輻射電磁波的基本原理板狀天線增益與水平波瓣寬度板狀天線增益與水平波瓣寬度90 180 360 半功率波瓣寬度半功率波瓣寬度半波振子半波振子帶反射板的半波振子帶反射板的半波振子帶反射板的兩個(gè)半波振子帶反射板的兩個(gè)半波振子以半波振子以半波振子為參考的增益為參考的增益0dBd3

34、dBd6dBd理論輻射圖理論輻射圖第二章第二章 天線輻射電磁波的基本原理天線輻射電磁波的基本原理2.10天線波束的下傾天線波束的下傾為使波束指向朝向地面為使波束指向朝向地面無(wú)下傾無(wú)下傾電下傾電下傾機(jī)械下傾機(jī)械下傾第二章第二章 天線輻射電磁波的基本原理天線輻射電磁波的基本原理天線波束下傾的演示天線波束下傾的演示第二章第二章 天線輻射電磁波的基本原理天線輻射電磁波的基本原理波束下傾波束下傾用于用于 ：控制覆蓋、減小交調(diào)控制覆蓋、減小交調(diào)兩種方法兩種方法:機(jī)械下傾、電下傾機(jī)械下傾、電下傾第二章第二章 天線輻射電磁波的基本原理天線輻射電磁波的基本原理電下傾的產(chǎn)生電下傾的產(chǎn)生無(wú)下傾時(shí)無(wú)下傾時(shí)在饋電網(wǎng)絡(luò)中

35、在饋電網(wǎng)絡(luò)中路徑長(zhǎng)度相等路徑長(zhǎng)度相等有下傾時(shí)有下傾時(shí)在饋電網(wǎng)絡(luò)中在饋電網(wǎng)絡(luò)中路徑長(zhǎng)度不相等路徑長(zhǎng)度不相等第二章第二章 天線輻射電磁波的基本原理天線輻射電磁波的基本原理電下傾情況下的波束覆蓋電下傾情況下的波束覆蓋無(wú)下傾無(wú)下傾電下傾電下傾第二章第二章 天線輻射電磁波的基本原理天線輻射電磁波的基本原理機(jī)械下傾情況下的波束覆蓋機(jī)械下傾情況下的波束覆蓋無(wú)下傾無(wú)下傾機(jī)械下傾機(jī)械下傾第二章第二章 天線輻射電磁波的基本原理天線輻射電磁波的基本原理下傾方法的比較下傾方法的比較10電下傾電下傾10機(jī)械下傾機(jī)械下傾6 電下傾電下傾+ 4 機(jī)械下傾機(jī)械下傾第二章第二章 天線輻射電磁波的基本原理天線輻射電磁波的基本原理

36、如何實(shí)現(xiàn)可變電下傾如何實(shí)現(xiàn)可變電下傾問(wèn)題問(wèn)題輸入阻抗的定義是什么？輸入阻抗的定義是什么？波束下傾有哪兩種方法？波束下傾有哪兩種方法？增益的概念是什么？增益的概念是什么？dBd與與dBi的區(qū)別是什么？的區(qū)別是什么？解答解答(天線和饋線的連接端，即饋電點(diǎn)兩端感應(yīng)的信天線和饋線的連接端，即饋電點(diǎn)兩端感應(yīng)的信號(hào)電壓與信號(hào)電流之比，稱(chēng)為天線的輸入阻抗。號(hào)電壓與信號(hào)電流之比，稱(chēng)為天線的輸入阻抗。(分為機(jī)械下傾和電下傾兩種情況分為機(jī)械下傾和電下傾兩種情況(增益是指在輸入功率相等的條件下，實(shí)際天線增益是指在輸入功率相等的條件下，實(shí)際天線與理想的輻射單元在空間同一點(diǎn)處所產(chǎn)生的場(chǎng)與理想的輻射單元在空間同一點(diǎn)處所產(chǎn)

37、生的場(chǎng)強(qiáng)的平方之比，即功率之比。強(qiáng)的平方之比，即功率之比。(一個(gè)天線與對(duì)稱(chēng)振子相比較的增益、用一個(gè)天線與對(duì)稱(chēng)振子相比較的增益、用“dBd”表示。一個(gè)天線與各向同性輻射器相比較的增表示。一個(gè)天線與各向同性輻射器相比較的增益、用益、用“dBi”表示。例如表示。例如: 3dBd = 5.17dBi小結(jié)小結(jié)l本章介紹了天線輻射電磁波方面的基本知識(shí)，其中主要本章介紹了天線輻射電磁波方面的基本知識(shí)，其中主要包括的內(nèi)容有：對(duì)稱(chēng)振子、天線的輸入阻抗、天線的方包括的內(nèi)容有：對(duì)稱(chēng)振子、天線的輸入阻抗、天線的方向性、天線的工作頻率范圍、天線的功能、前后比、波向性、天線的工作頻率范圍、天線的功能、前后比、波瓣寬度、天

38、線增益與方向圖的關(guān)系、波束下傾和瓣寬度、天線增益與方向圖的關(guān)系、波束下傾和dbd與與dbi的區(qū)別等方面的內(nèi)容。的區(qū)別等方面的內(nèi)容。l通過(guò)對(duì)本章的學(xué)習(xí)，應(yīng)該對(duì)天線輻射電磁波方面的知識(shí)通過(guò)對(duì)本章的學(xué)習(xí)，應(yīng)該對(duì)天線輻射電磁波方面的知識(shí)有一定的了解，掌握這部分和天線相關(guān)的知識(shí)。同時(shí)，有一定的了解，掌握這部分和天線相關(guān)的知識(shí)。同時(shí)，通過(guò)課后習(xí)題的學(xué)習(xí)，可以對(duì)這部分的知識(shí)加以鞏固。通過(guò)課后習(xí)題的學(xué)習(xí)，可以對(duì)這部分的知識(shí)加以鞏固。課程內(nèi)容課程內(nèi)容第一章第一章 無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)第二章第二章 天線輻射電磁波的基本原理天線輻射電磁波的基本原理第三章第三章 天線傳輸線的概念介紹天

39、線傳輸線的概念介紹第四章第四章 基站天饋系統(tǒng)基站天饋系統(tǒng)第三章第三章 無(wú)線傳輸線的概念介紹無(wú)線傳輸線的概念介紹連接天線和發(fā)射（或接收）機(jī)輸出（或輸入）端的連接天線和發(fā)射（或接收）機(jī)輸出（或輸入）端的導(dǎo)線稱(chēng)為傳輸線或饋線。傳輸線的主要任務(wù)是有效地傳輸導(dǎo)線稱(chēng)為傳輸線或饋線。傳輸線的主要任務(wù)是有效地傳輸信號(hào)能量。因此它應(yīng)能將天線接收的信號(hào)以最小的損耗傳信號(hào)能量。因此它應(yīng)能將天線接收的信號(hào)以最小的損耗傳送到接收機(jī)輸入端，或?qū)l(fā)射機(jī)發(fā)出的信號(hào)以最小的損耗送到接收機(jī)輸入端，或?qū)l(fā)射機(jī)發(fā)出的信號(hào)以最小的損耗傳送到發(fā)射天線的輸入端，同時(shí)它本身不應(yīng)拾取或產(chǎn)生雜傳送到發(fā)射天線的輸入端，同時(shí)它本身不應(yīng)拾取或產(chǎn)生雜散

40、干擾信號(hào)。這樣，就要求傳輸線必須屏蔽或平衡。散干擾信號(hào)。這樣，就要求傳輸線必須屏蔽或平衡。當(dāng)傳輸線的幾何長(zhǎng)度等于或大于所傳送信號(hào)的波長(zhǎng)當(dāng)傳輸線的幾何長(zhǎng)度等于或大于所傳送信號(hào)的波長(zhǎng)時(shí)就叫做長(zhǎng)傳輸線，簡(jiǎn)稱(chēng)長(zhǎng)線。時(shí)就叫做長(zhǎng)傳輸線，簡(jiǎn)稱(chēng)長(zhǎng)線。第三章第三章 無(wú)線傳輸線的概念介紹無(wú)線傳輸線的概念介紹3.1 3.1 傳輸線的種類(lèi)傳輸線的種類(lèi)超短波段的傳輸線一般有兩種：平行線傳輸線和超短波段的傳輸線一般有兩種：平行線傳輸線和同軸電纜傳輸線（微波傳輸線有波導(dǎo)和微帶等）。同軸電纜傳輸線（微波傳輸線有波導(dǎo)和微帶等）。平行線傳輸線通常由兩根平行的導(dǎo)線組成。它是平行線傳輸線通常由兩根平行的導(dǎo)線組成。它是對(duì)稱(chēng)式或平衡式的

41、傳輸線。這種饋線損耗大，不能用于對(duì)稱(chēng)式或平衡式的傳輸線。這種饋線損耗大，不能用于UHFUHF頻段。頻段。同軸電纜傳輸線的兩根導(dǎo)線為芯線和屏蔽銅網(wǎng)，同軸電纜傳輸線的兩根導(dǎo)線為芯線和屏蔽銅網(wǎng)，因銅網(wǎng)接地，兩根導(dǎo)體對(duì)地不對(duì)稱(chēng)，因此叫做不對(duì)稱(chēng)式因銅網(wǎng)接地，兩根導(dǎo)體對(duì)地不對(duì)稱(chēng)，因此叫做不對(duì)稱(chēng)式或不平衡式傳輸線?；虿黄胶馐絺鬏斁€。第三章第三章 無(wú)線傳輸線的概念介紹無(wú)線傳輸線的概念介紹3.2 3.2 傳輸線的特性阻抗傳輸線的特性阻抗無(wú)限長(zhǎng)傳輸線上各點(diǎn)電壓與電流的比值等于特性阻無(wú)限長(zhǎng)傳輸線上各點(diǎn)電壓與電流的比值等于特性阻抗，用符號(hào)。表示?？?，用符號(hào)。表示。同軸電纜的特性阻抗同軸電纜的特性阻抗 。138/138

42、/r r 1/21/2 log(D/d)log(D/d)歐姆。歐姆。 通常。通常。=50=50歐姆歐姆/ /或或7575歐姆歐姆 在公式中，在公式中，D D為同軸電纜外導(dǎo)體銅網(wǎng)內(nèi)徑；為同軸電纜外導(dǎo)體銅網(wǎng)內(nèi)徑； d d為其芯線外徑；為其芯線外徑； r r為導(dǎo)體間絕緣介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)。為導(dǎo)體間絕緣介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)。第三章第三章 無(wú)線傳輸線的概念介紹無(wú)線傳輸線的概念介紹3.3 3.3 饋線衰減常數(shù)饋線衰減常數(shù)信號(hào)在饋線里傳輸，除有導(dǎo)體的電阻損耗外，還信號(hào)在饋線里傳輸，除有導(dǎo)體的電阻損耗外，還有絕緣材料的介質(zhì)損耗。這兩種損耗隨饋線長(zhǎng)度的增有絕緣材料的介質(zhì)損耗。這兩種損耗隨饋線長(zhǎng)度的增加和工作頻率的

43、提高而增加。因此，應(yīng)合理布局盡量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(zhǎng)度。損耗的大小用衰減常數(shù)表示。單位用縮短饋線長(zhǎng)度。損耗的大小用衰減常數(shù)表示。單位用分貝（分貝（dBdB）米或分貝百米表示。）米或分貝百米表示。 這里順便再說(shuō)明一下分貝的概念，當(dāng)輸入功率為這里順便再說(shuō)明一下分貝的概念，當(dāng)輸入功率為。輸出功率為時(shí)，傳輸損耗可用。輸出功率為時(shí)，傳輸損耗可用表示，表示，(dB)(dB)1010log(log(。/ /)()(分貝分貝) )。第三章第三章 無(wú)線傳輸線的概念介紹無(wú)線傳輸線的概念介紹3.4 3.4 匹配的概念匹配的概念什么叫匹配？我們可簡(jiǎn)單地認(rèn)為，饋線終端所什么叫匹配？我

44、們可簡(jiǎn)單地認(rèn)為，饋線終端所接負(fù)載阻抗等于饋線特性阻抗。時(shí)，稱(chēng)為饋線終接負(fù)載阻抗等于饋線特性阻抗。時(shí)，稱(chēng)為饋線終端是匹配連接的。端是匹配連接的。在實(shí)際工作中，天線的輸入阻抗還會(huì)受周?chē)镌趯?shí)際工作中，天線的輸入阻抗還會(huì)受周?chē)矬w存在和雜散電容的影響。為了使饋線與天線嚴(yán)格匹體存在和雜散電容的影響。為了使饋線與天線嚴(yán)格匹配，在架設(shè)天線時(shí)還需要通過(guò)測(cè)量，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整天線配，在架設(shè)天線時(shí)還需要通過(guò)測(cè)量，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整天線的結(jié)構(gòu)，或加裝匹配裝置。的結(jié)構(gòu)，或加裝匹配裝置。第三章第三章 無(wú)線傳輸線的概念介紹無(wú)線傳輸線的概念介紹匹配和失配例匹配和失配例要獲得良好的電性能阻抗必須匹配要獲得良好的電性能阻抗必須匹配電纜電纜

45、 50 ohms 天線天線 50 ohms 80 ohms第三章第三章 無(wú)線傳輸線的概念介紹無(wú)線傳輸線的概念介紹3.5 反射損耗反射損耗當(dāng)饋線和天線匹配時(shí)，高頻能量全部被負(fù)載吸收，饋線上當(dāng)饋線和天線匹配時(shí)，高頻能量全部被負(fù)載吸收，饋線上只有入射波，沒(méi)有反射波。饋線上傳輸?shù)氖切胁ǎ伨€上各處的只有入射波，沒(méi)有反射波。饋線上傳輸?shù)氖切胁ǎ伨€上各處的電壓幅度相等，饋線上任意一點(diǎn)的阻抗都等于它的特性阻抗電壓幅度相等，饋線上任意一點(diǎn)的阻抗都等于它的特性阻抗. .而當(dāng)而當(dāng)天線和饋線不匹配時(shí)，也就是天線阻抗不等于饋線特性阻抗時(shí)，天線和饋線不匹配時(shí)，也就是天線阻抗不等于饋線特性阻抗時(shí)，負(fù)載就不能全部將饋線上

46、傳輸?shù)母哳l能量吸收，而只能吸收部分負(fù)載就不能全部將饋線上傳輸?shù)母哳l能量吸收，而只能吸收部分能量。入射波的一部分能量反射回來(lái)形成反射波。能量。入射波的一部分能量反射回來(lái)形成反射波。9.5 W80 ohms50 ohms朝前朝前: 10W返回返回: 0.5W第三章第三章 無(wú)線傳輸線的概念介紹無(wú)線傳輸線的概念介紹3.6 3.6 饋線和天線的電壓駐波比饋線和天線的電壓駐波比在不匹配的情況下在不匹配的情況下, ,饋線上同時(shí)存在入射波和反射波。饋線上同時(shí)存在入射波和反射波。反射波和入射波幅度之比叫作反射系數(shù)。反射波和入射波幅度之比叫作反射系數(shù)。 反射波幅度反射波幅度 （。）。） 反射系數(shù)反射系數(shù) 入射波幅

47、度入射波幅度 （。）。） 駐波波腹電壓與波節(jié)電壓幅度之比稱(chēng)為駐波系數(shù)，也叫電壓駐波波腹電壓與波節(jié)電壓幅度之比稱(chēng)為駐波系數(shù)，也叫電壓駐波比駐波比(VSWR)(VSWR) 駐波波腹電壓幅度最大值駐波波腹電壓幅度最大值max |max |（1+1+）| | 駐波系數(shù)駐波系數(shù)- 駐波波節(jié)電壓輻度最小值駐波波節(jié)電壓輻度最小值min |min |（1-1-）| | 第三章第三章 無(wú)線傳輸線的概念介紹無(wú)線傳輸線的概念介紹駐波比、反射損耗和反射系數(shù)駐波比、反射損耗和反射系數(shù)第三章第三章 無(wú)線傳輸線的概念介紹無(wú)線傳輸線的概念介紹3.7 3.7 平衡裝置平衡裝置電源、負(fù)載和傳輸線，根據(jù)它們對(duì)地的關(guān)系，都可以分成平

48、電源、負(fù)載和傳輸線，根據(jù)它們對(duì)地的關(guān)系，都可以分成平衡和不平衡兩類(lèi)。若電源兩端與地之間的電壓大小相等，極性相衡和不平衡兩類(lèi)。若電源兩端與地之間的電壓大小相等，極性相反，就稱(chēng)為平衡電源，否則稱(chēng)為不平衡電源；反，就稱(chēng)為平衡電源，否則稱(chēng)為不平衡電源；與此相似，若負(fù)載兩端或傳輸線兩導(dǎo)體與地之間阻抗相同，與此相似，若負(fù)載兩端或傳輸線兩導(dǎo)體與地之間阻抗相同，則稱(chēng)為平衡負(fù)載或平衡（饋線）傳輸線，否則為不平衡負(fù)載或不則稱(chēng)為平衡負(fù)載或平衡（饋線）傳輸線，否則為不平衡負(fù)載或不平衡（饋線）傳輸線。平衡（饋線）傳輸線。第三章第三章 無(wú)線傳輸線的概念介紹無(wú)線傳輸線的概念介紹二分之一波長(zhǎng)平衡變換器二分之一波長(zhǎng)平衡變換器又

49、稱(chēng)又稱(chēng)“”形平衡變換器，它用于不平衡饋線與平衡負(fù)形平衡變換器，它用于不平衡饋線與平衡負(fù)載連接時(shí)的平衡變換，并有阻抗變換作用。載連接時(shí)的平衡變換，并有阻抗變換作用。 /2RL/2RL/2-+第三章第三章 無(wú)線傳輸線的概念介紹無(wú)線傳輸線的概念介紹四分之一波長(zhǎng)四分之一波長(zhǎng)平衡平衡- -不不平衡變換器平衡變換器利用四分之一波長(zhǎng)短路傳輸線終端為高頻開(kāi)路的性質(zhì)實(shí)利用四分之一波長(zhǎng)短路傳輸線終端為高頻開(kāi)路的性質(zhì)實(shí)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平衡不不平衡變換平衡變換. .000ZltgjZltgjZZZZLLin1/4波長(zhǎng)波長(zhǎng)問(wèn)題問(wèn)題匹配的

50、概念是什么？匹配的概念是什么？長(zhǎng)線傳輸?shù)亩x是什么？長(zhǎng)線傳輸?shù)亩x是什么？二分之一波長(zhǎng)平衡變換器的概念是什么？二分之一波長(zhǎng)平衡變換器的概念是什么？請(qǐng)簡(jiǎn)答傳輸線的特性阻抗？請(qǐng)簡(jiǎn)答傳輸線的特性阻抗？解答解答U我們可簡(jiǎn)單地認(rèn)為，饋線終端所接負(fù)載阻抗我們可簡(jiǎn)單地認(rèn)為，饋線終端所接負(fù)載阻抗等于饋線特性阻抗。等于饋線特性阻抗。時(shí)，稱(chēng)為饋線終端是匹配連接的。時(shí)，稱(chēng)為饋線終端是匹配連接的。U當(dāng)傳輸線的幾何長(zhǎng)度等于或大于所傳送信號(hào)的波長(zhǎng)時(shí)就叫做長(zhǎng)傳輸線，當(dāng)傳輸線的幾何長(zhǎng)度等于或大于所傳送信號(hào)的波長(zhǎng)時(shí)就叫做長(zhǎng)傳輸線，簡(jiǎn)稱(chēng)長(zhǎng)線。簡(jiǎn)稱(chēng)長(zhǎng)線。U又稱(chēng)又稱(chēng)“”形平衡變換器，它用于不平衡饋線與平衡負(fù)載連接時(shí)的平形平衡變換器，

51、它用于不平衡饋線與平衡負(fù)載連接時(shí)的平衡變換，并有阻抗變換作用。衡變換，并有阻抗變換作用。U無(wú)限長(zhǎng)傳輸線上各點(diǎn)電壓與電流的比值等于特性阻抗，用符號(hào)。表無(wú)限長(zhǎng)傳輸線上各點(diǎn)電壓與電流的比值等于特性阻抗，用符號(hào)。表示。同軸電纜的特性阻抗。示。同軸電纜的特性阻抗。138/138/r r 1/21/2 log(D/d)log(D/d)歐姆。通歐姆。通常。常。=50=50歐姆歐姆/ /或或7575歐姆（在公式中：歐姆（在公式中：D D為同軸電纜外導(dǎo)體銅網(wǎng)內(nèi)徑；為同軸電纜外導(dǎo)體銅網(wǎng)內(nèi)徑； d d為其芯線外徑；為其芯線外徑； r r為導(dǎo)體間絕緣介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)。）為導(dǎo)體間絕緣介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)。） 由上式不難

52、看出，饋線特性阻抗與導(dǎo)體直徑、導(dǎo)體間距和導(dǎo)體間由上式不難看出，饋線特性阻抗與導(dǎo)體直徑、導(dǎo)體間距和導(dǎo)體間介質(zhì)的介電常數(shù)有關(guān)，與饋線長(zhǎng)短、工作頻率以及饋線終端所接負(fù)載介質(zhì)的介電常數(shù)有關(guān)，與饋線長(zhǎng)短、工作頻率以及饋線終端所接負(fù)載阻抗大小無(wú)關(guān)。阻抗大小無(wú)關(guān)。小結(jié)小結(jié)l本章介紹了天線的傳輸線方面的基本知識(shí)，其中主要包本章介紹了天線的傳輸線方面的基本知識(shí)，其中主要包括的內(nèi)容有：天線傳輸線的種類(lèi)、傳輸線的阻抗特性、括的內(nèi)容有：天線傳輸線的種類(lèi)、傳輸線的阻抗特性、饋線衰減常數(shù)、匹配的概念、反射損耗、饋線與天線的饋線衰減常數(shù)、匹配的概念、反射損耗、饋線與天線的電壓駐波比、平衡裝置等方面的內(nèi)容。電壓駐波比、平衡裝

53、置等方面的內(nèi)容。l通過(guò)對(duì)本章的學(xué)習(xí)，應(yīng)該對(duì)天線的傳輸線方面的知識(shí)有通過(guò)對(duì)本章的學(xué)習(xí)，應(yīng)該對(duì)天線的傳輸線方面的知識(shí)有一定的了解，掌握這部分和天線相關(guān)的知識(shí)。同時(shí)，通一定的了解，掌握這部分和天線相關(guān)的知識(shí)。同時(shí)，通過(guò)課后習(xí)題的學(xué)習(xí)，可以對(duì)這部分的知識(shí)加以鞏固。過(guò)課后習(xí)題的學(xué)習(xí)，可以對(duì)這部分的知識(shí)加以鞏固。課程內(nèi)容課程內(nèi)容第一章第一章 無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)第二章第二章 天線輻射電磁波的基本原理天線輻射電磁波的基本原理第三章第三章 天線傳輸線的概念介紹天線傳輸線的概念介紹第四章第四章 基站天饋系統(tǒng)基站天饋系統(tǒng)第四章第四章 基站天饋系統(tǒng)基站天饋系統(tǒng)4.1基站天饋系統(tǒng)示意圖

54、基站天饋系統(tǒng)示意圖8防雷保護(hù)器防雷保護(hù)器主饋線（主饋線（7/8“）5饋線卡饋線卡6走線架走線架4接地裝置接地裝置3接頭密封件接頭密封件絕緣密封膠帶，絕緣密封膠帶，PVC絕緣膠帶絕緣膠帶1天線調(diào)節(jié)支架天線調(diào)節(jié)支架GSM/CDMA板狀天線板狀天線抱桿（抱桿（ 50114mm）2室外饋線室外饋線9室內(nèi)超柔饋線室內(nèi)超柔饋線7饋線過(guò)線窗饋線過(guò)線窗基站主設(shè)備基站主設(shè)備第四章第四章 基站天饋系統(tǒng)基站天饋系統(tǒng)CDMA基站天饋系統(tǒng)基站天饋系統(tǒng)1天線調(diào)節(jié)支架天線調(diào)節(jié)支架用于調(diào)整天線的俯仰角度，一般調(diào)節(jié)范圍為：用于調(diào)整天線的俯仰角度，一般調(diào)節(jié)范圍為：015 ；2 室外跳線室外跳線用于天線與用于天線與7/8主饋線之間的連接。常用的跳線采用主饋線之間的連接。常用的跳線采用1/2 饋線，長(zhǎng)度一般為饋線，長(zhǎng)度一般為3米。米。3 接頭密封件接頭密封件用于室外跳線兩