微波天线培训资料2017

微波天线培训资料2017第一页，共44页。什么是微波？300M-3000GHz频率范围内的电磁波。微波LFMFHFVHFUHFSHFEHF10Km1Km100m10m1m10cm1cm1mmf30KHz300KHz3MHz30MHz300MHz3GHz30GHz300GHz红外线可见光Microwave第二页，共44页。什么是微波？第三页，共44页。什么是微波？应用领域通信雷达环保科学电磁能应用生物电磁学射电天文第四页，共44页。什么是通信？定义：狭义：指人与人或人与自然之间通过某种行为或媒介进行的信息交流与传递广义：指需要信息的双方或多方在不违背各自意愿的情况下无论采用何种方法，使用何种煤质将信息从某方准确安全传送到另一方第五页，共44页。什么是通信？形体时代口语时代文字书写时代印刷时代1044年，毕升发明活字印刷术。1450年，日耳曼人古腾堡发明金属活字印刷术。发展简史第六页，共44页。什么是通信？1955年，美国发行了第一部军用电子计算机。1969年，美军建立阿帕网（ARPANET）1983年，美国国防部将阿帕网分为军网和民

网，渐渐扩大为今天的互联网。1993年，美国宣布兴建信息高速通路计划，整合电脑、电话、电视媒体。1837年，美国人摩斯发明电报机。1857年，横跨大西洋海底电报电缆完成。

1875年，贝尔发明史上第一支电话。

1895年，俄国人波波夫和意大利人马可尼同时成功研制了无线电接收机。

1920年代，收音机问世。

1920年代，英国人贝尔德成功进行了电视画面的传送，被誉为电视发明人。

1962年，美国发射第一颗人造卫星，开启电视卫星传送的时代。

电报时代电话时代电视时代网络时代发展简史第七页，共44页。微波通信利用微波进行通信具有容量大、质量好并可传至很远的距离不需要固体介质两点间直线距离内无障碍微波通信国家通信网的一种重要通信手段普遍适用于各种专用通信网定义使用微波进行的通信第八页，共44页。微波通信微波通信微波接力通信卫星通信对流层散射通信空间通信移动通信（工作于微波频段）第九页，共44页。微波接力通信一‘跳’：两个系统连接使用形成最小通信系统收发特性收信频率高于发信频率的微波站为高站(N)收信频率低于发信频率的微波站为低站(P)第十页，共44页。微波接力通信合路器中频电缆IDUODU天线微波通信系统由微波发信机、收信机、天馈线系统、多路复用设备及用户终端设备等组成的通信系统。第十一页，共44页。天线基础有效地辐射和接收无线电波的装置，称为天线。无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线（电缆）输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后，由天线接下来（仅仅接收很小很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接收机。第十二页，共44页。天线基础电磁波的传播电场电场电场振子电波传输方向磁场磁场第十三页，共44页。天线基础接收天线发射天线可逆性互易原理第十四页，共44页。天线基础1.发射天线2.接收天线1.线天线2.面天线1.超长波天线2.长波天线3.中波天线4.短波天线5.超短波天线6.微波天线1.通信天线2.广播天线3.电视天线4.雷达天线工作性质结构形式工作波长用途天线第十五页，共44页。天线基础电性能参数工作频段增益方向图水平、垂直波瓣3dB宽度下倾角前后比旁瓣抑制与零点填充输入阻抗驻波比极化方式天线口隔离机械参数尺寸重量外观颜色工作温度存储温度风载迎风面积接头型式包装尺寸天线抱杆防雷天线参数第十六页，共44页。天线基础Wavelength1/2Wavelength

1900MHz：166mm

800MHz：333mm

两臂长度相等的振子叫做对称振子。每臂长度为四分之一波长、全长为二分之一波长的振子，称半波对称振子天线基础－半波振子（Dipoles）1/4Wavelength1/4Wavelength1/2WavelengthDipole第十七页，共44页。天线基础1个dipole

接收功率(receivedpower)：1mWMultiple

dipolematrixReceivedpower：4mWGAIN=10log(4mW/1mW)=6dBd半波振子（Dipoles）辐射图第十八页，共44页。天线基础天线方向图（Pattern）第十九页，共44页。天线基础天线增益注意：天线只是无源传输器件，不能放大能量！增益是指：在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。增益显然与天线方向图有密切的关系，方向图主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。半波振子理想点源（无耗均匀辐射器）eg:0dBd=2.15dBi2.15dB第二十页，共44页。天线基础天线增益与方向图的关系全向天线增益与垂直波瓣宽度方向图主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。第二十一页，共44页。天线基础定向天线增益dBivs.dBdPLANVIEWisotropicdipoledBGainrefDipole(dBD)dBGainrefisotropic(dBi)0dBi(ref)0dBD(ref)定向天线第二十二页，共44页。天线基础120°(eg)PeakPeak-10dBPeak-10dB10dBBeamwidth60°(eg)PeakPeak-3dBPeak-3dB3dBBeamwidth方向图通常都有两个或多个瓣，其中辐射强度最大的瓣称为主瓣，其余的瓣称为副瓣或旁瓣。

在主瓣最大辐射方向两侧，辐射强度降低3dB（功率密度降低一半）的两点间的夹角定义为波瓣宽度（又称波束宽度或主瓣宽度或半功率角）。波瓣宽度越窄，方向性越好，作用距离越远，抗干扰能力越强。还有一种波瓣宽度，即10dB波瓣宽度，顾名思义它是方向图中辐射强度降低10dB（功率密度降至十分之一）的两个点间的夹角波束宽度（Beamwidth）第二十三页，共44页。天线基础前后比方向图中，前后瓣最大值之比称为前后比，记为F/B。前后比越大，天线的后向辐射（或接收）越小。前后比F/B的计算十分简单---F/B=10Lg{（前向功率密度）/（后向功率密度）}后向功率前向功率第二十四页，共44页。天线基础输入阻抗Impedance反射系数驻波比行波系数回波损耗匹配天线的输入阻抗是天线馈电端输入电压与电流的比值。天线与馈线的连接，最佳情形是天线输入阻抗是纯电阻且等于馈线的特性阻抗，这时馈线终端没有功率发射，馈线上没有驻波，天线的输入阻抗随频率的变化比较平缓，天线的匹配工作就是消除天线输入阻抗中的电抗分量，使电阻分量尽可能地接近馈线的特性阻抗。一般天线的输入阻抗是50欧。第二十五页，共44页。天线基础输入阻抗Impedance匹配和失配例 电缆

50ohms天线

50ohms 80ohms第二十六页，共44页。天线基础80

ohms50ohmsForwarda:10WReturnLoss：10log(10/0.5)=13dBVSWR(VoltageStandingWaveRatio)回波损耗ReturnLoss回波损耗：它是反射系数绝对值的倒数，以分贝值表示。回波损耗的值在0dB到无穷大之间，回波损耗越小表示匹配越差，回波损耗越大表示匹配越好。0表示全反射，无穷大表示完全匹配。对于微波天线，一般要求回波损耗大于17.7dB。Backward:0.5W9.5W第二十七页，共44页。天线基础电压驻波比（VSWR）否则就会有反射波产生，流向信号源微波传输线的阻抗必须与天线的输入阻抗匹配由反射波和入射波合成而产生的称为－驻波驻波信号振幅的最大值与最小值之比称为－电压驻波比VSWR它是行波系数的倒数，其值在1到无穷大之间。驻波比为1，表示完全匹配；驻波比为无穷大表示全反射，完全失配。对于微波天线，一般要求驻波比小于1.3。第二十八页，共44页。天线基础天线极化方式（Polarization）垂直极化水平极化+45倾斜极化-45倾斜极化极化是指电磁波在传播的过程中，其电场矢量的方向和幅度随时间变化的状态。接收天线的极化方向只有同被接收的电磁波的极化形式一致时，才能有效地接收到信号。第二十九页，共44页。天线基础V/H(Vertical/Horizontal)Slant(+/-45°)双极化天线第三十页，共44页。天线基础天线口隔离1000mW(1W)1mW10log(1000mW/1mW)=30dB理想的极化完全隔离是没有的。馈送到一种极化的天线中去的信号多少总会有那么一点点在另外一种极化的天线中出现。例如下图所示的双极化天线中，设输入垂直极化天线的功率为1W，结果在水平极化天线的输出端测得的输出功率为1mW，则隔离度为30dB.第三十一页，共44页。天线基础工作频段以15GHz为例：选用14.40－15.35GHz天线。工作带宽＝15.35－14.40＝0.95GHZ中心频率=（15.35+14.40）/2=14.875GHZ

绝对带宽=工作带宽相对带宽=绝对带宽/中心频率*100%第三十二页，共44页。天线基础天线罩材料PVC,ABS,fiberglass等防晒、防冻，防盐雾，阻燃，抗老化等第三十三页，共44页。天线基础天线外观颜色Good-looking,environment-protecting第三十四页，共44页。天线基础伪装天线第三十五页，共44页。天线基础伪装天线第三十六页，共44页。微波天线天线微波天线微波抛物面天线微波面天线

微波天线非微波天线

微波线天线

微波面天线

微波平板天线

微波抛物面天线

其他形式的微波面天线

微波标准抛物面天线微波非标准抛物面天线第三十七页，共44页。微波天线抛物面天线馈源反射面作为产品，抛物面天线还包括以下主要组件：挂架加强杆天线罩第三十八页，共44页。微波天线栅格弯波导环焦卡塞格林溅散板抛物面天线后馈前馈偏馈微波天线分类第三十九页，共44页。微波天线前馈天线原理后馈天线原理天线原理第四十页，共44页。微波天线矩形波导法兰盘U型D型B型BJ70BJ84BJ48BJ100BJ84BJ100BJ120BJ140BJ220BJ320BJ400型号BJ48BJ70BJ84BJ100BJ120BJ140BJ220BJ320BJ400尺寸47.549*22.14934.849*15.79928.5*12.622.86*10.1619.05*9.52515.7