antenna introduction-内部

1、www . Maglayers . Com . twP / 1Antenna Introductionwww . Maglayers . Com . twP / 2天线的作用天线能将传输线中的高频电磁能转换成为自由空间的电磁波，或反之将自由空间中的电磁波转化为传输线中的高频电磁能B B l la ah h b la hb la hblahwww . Maglayers . Com . twP / 3天线的作用基本上，天线大小与射频讯号的波长成正比，讯号的频率越低，所需的天线越大.=V/F天线基本辐射www . Maglayers . Com . twP / 4天线基本辐射www . Magla

2、yers . Com . twP / 5导线载有交变电流时，就可以形成电磁波的辐射，辐射的能力与导线的长短和形状有关. 当导线的长度增大到可与波长相比拟时，导线上的电流就大大增加，因而就能形成较强的辐射。通常将上述能产生显著辐射的直导线称为振子电磁波www . Maglayers . Com . twP / 6电场电场电场电场电场电场振子振子电波传输方向电波传输方向磁场磁场磁场磁场分类l基于特定三维（通常指水平或垂直）平面，可以把天线分为两大基本类型：l1.全向天线（在平面中均匀辐射）l2.定向天线（又称指向天线，在某方向辐射较多）l在自由空间内，任何天线都向各个方向辐射能量，但是特定的架构会

3、使天线在某个方向上获得较大方向性，而其它方向的能量辐射则可以忽略www . Maglayers . Com . twP / 7俯视图分类www . Maglayers . Com . twP / 8DipoleMonopolePIFI一些主要的应用频率lWifi : 2.42.5GHz / 5.155.85GHz lB/T : 2.42.5GHzlGPS : 1.575GHzlGSM : 890960MHz / 17101880MHzlTD-CDMA : 1880MHz -1900MHz /2010MHz-2025MHz lCDMA2000 : 1920MHz -1935MHz /2110MH

4、z -2125MHzlWCDMA : 1940MHz-1955MHz / 2130MHz -2145MHzlTD-LTE : 2570 MHz 2620 MHz / 2300 MHz 2400 MHz(常用)www . Maglayers . Com . twP / 9带宽l天線的頻寬是指它有效工作的頻率範圍，通常以其諧振頻率為中心 .www . Maglayers . Com . twP / 10输入阻抗l天线和馈线的连接端，即馈电点两端感应的信号电压与信号电流之比，称为天线的输入阻抗。当天线阻抗与馈线阻抗相匹配时，进入馈线得功率将全部从天线口发出，由于馈线的阻抗基本均为50欧姆，故通常天线

5、的阻抗也要求是50欧姆.www . Maglayers . Com . twP / 11天线天线50ohms 80 ohms电缆电缆 50 ohms可以匹配可以匹配不可匹配不可匹配增益www . Maglayers . Com . twP / 12一个单一对称振子具有面包圈形的方向图辐射 一个各向同性的辐射器,在所有方向具有相同的辐射2.17dB对称振子相对于点信号源的增益为2.17dB 天线设计中，增益指天线最强辐射方向的天线辐射方向图强度与参考天线的强度之比取对数。如果参考天线是全向天线，增益的单位为dB。比如，偶极子天线的增益为2.14dBi. Gain = 10log10(P2/P1)

6、 dB天线增益是无源现象，天线并不增加激励，而是仅仅重新分配而使在某方向上比全向天线辐射更多的能量。如果天线在一些方向上增益为正，由于天线的能量守恒，它在其他方向上的增益则为负。因此，天线所能达到的增益要在天线的覆盖范围和它的增益之间达到平衡。比如，太空飞行器上碟形天线的增益很大，但覆盖范围却很窄，所以它必须精确地指向地球；而广播发射天线由于需要向各个方向辐射，它的增益就很小.电压驻波比（VSWR）当馈线和天线匹配时，高频能量全部被负载吸收，馈线上只有入射波，没有反射波。馈线上传输的是行波，馈线上各处的电压幅度相等，馈线上任意一点的阻抗都等于它的特性阻抗。 而当天线和馈线不匹配时，也就是天线阻

7、抗不等于馈线特性阻抗时，负载就不能全部将馈线上传输的高频能量吸收，而只能吸收部分能量。入射波的一部分能量反射回来形成反射波。 www . Maglayers . Com . twP / 139.5 W80 ohms50 ohms朝前朝前: 10W返回返回: 0.5W电压驻波比在不匹配的情况下在不匹配的情况下,馈线上同时存在入射波和反射波。两者叠加，在入射波和反射波相位相同的地方馈线上同时存在入射波和反射波。两者叠加，在入射波和反射波相位相同的地方振幅相加最大，形成波腹；而在入射波和反射波相位相反的地方振幅相减为最小，形成波节。其振幅相加最大，形成波腹；而在入射波和反射波相位相反的地方振幅相减为

8、最小，形成波节。其它各点的振幅则介于波幅与波节之间。这种合成波称为驻波。反射波和入射波幅度之比叫作反射它各点的振幅则介于波幅与波节之间。这种合成波称为驻波。反射波和入射波幅度之比叫作反射系数。系数。 反射波幅度反射波幅度 （L0） 反射系数反射系数 入射波幅度入射波幅度 （L0） 驻波波腹电压与波节电压幅度之比称为驻波系数，也叫电压驻波比驻波波腹电压与波节电压幅度之比称为驻波系数，也叫电压驻波比(VSWR) 驻波波腹电压幅度最大值驻波波腹电压幅度最大值max （1+） 驻波系数驻波系数 驻波波节电压辐度最小值驻波波节电压辐度最小值min （1-） 终端负载阻抗和特性阻抗越接近，反射系数越小，驻波系数越接近于，匹配也就越好终端负载阻抗和特性阻抗越接近，反射系数越小，驻波系数越接近于，匹配也就越好 RL=20*log10(VSWR+1)/(VSWR-1）www . Maglayers . Com . twP / 14电压驻波比www . Maglayers . Com . twP / 15VSWR 1.25:1 反射功率1.14 %VSWR 1.5:1 反射功率4.06 %VSWR 1.75:1 反射功率7.53 %天线方向图www . Maglayers . Com