|
De prinsipp av antenne brukes til å overføre radioutstyr eller motta en antenne med elektromagnetiske komponenter. Radiokommunikasjon, radio, fjernsyn, radar, navigasjon, elektroniske mottiltak, fjernmåling, radioastronomi og andre tekniske systemer bruker alle elektromagnetiske bølger til å overføre informasjon og stole på antenner til å fungere. I tillegg, når det gjelder energi overført av elektromagnetiske bølger, er ikke signalenergistråling en nødvendig antenne. Antenner er vanligvis reversible, noe som er det samme som to antenner. Sendeantennen kan brukes som mottaksantenne. Overføringen eller mottaket er det samme som antennen med de samme grunnleggende karakteristiske parametrene. Dette er antennens gjensidighetssetning. \ nI nettverksordforrådet refererer antenne til visse tester, noen er beslektede, og noen mennesker kan gå gjennom snarveien bakdøren, og refererer spesifikt til noen spesielle forhold.
Skissere
1. antenne
1.3.2 antenne directivity ekstrautstyr
1.3.3 Antenne gevinst
1.3.4 Strålebredde
1.3.5 Første til Ratio
1.3.6 antenne få visse tilnærmet formel
1.3.7 Øvre sidelobe undertrykkelse
1.3.8 Antenne downtilt
1.4.1 dual-polarisert antenne
1.4.2 Polarisering tap
1.4.3 Polarisering Isolation
1.5 antenne inngangsimpedans Zin
1.6 antenne opererer frekvensområdet (båndbredde)
1.7 mobil kommunikasjon basestasjon antenner brukt, repeater antenne og innendørs antenne
1.7.1 Panel Antenne
1.7.1a basestasjon antenne grunnleggende tekniske indikatorer Eksempel
1.7.1b dannelse av high-gain panel antenne
1.7.2 høy gain Grid Parabolic Antenna
1.7.3 Yagi retningsbestemt antenne
1.7.4 Indoor Ceiling Antenne
1.7.5 Innendørs Wall Mount Antenna
2. Noen grunnleggende konsepter for bølgeforplantning
2.1 free-plass kommunikasjon avstand ligning
2.2 VHF og mikrobølgeovn overføring siktlinje
2.2.1 Den ultimate utseende i det fjerne
2.3 bølgeutbredelse egenskaper i planet på bakken
2.4 multipath forplantning av radiobølger
2.5 diffracted bølgeutbredelse
3.1 type overføring linje
3.2 Den karakteristiske impedans av den transmisjonslinje
3.3 mater svekkingskoeffisienten
3.4 Matching Concept
3.5 Return Loss
3.6 VSWR
3.7 balansering enhet
3.7.1 Wavelength Baluns halvparten
3.7.2 kvartal bølgelengde balansert - ubalansert enhet
4. Trekk
Antenne eller motta elektromagnetisk stråling fra rommet (informasjon) til enheten.
Stråling eller radioenhet mottar radiobølger. Det er radiokommunikasjonsutstyr, radar, elektronisk krigsutstyr og radionavigasjonsutstyr, en viktig del. Antenner er vanligvis laget av metalltråd (stang) eller metalloverflater laget av førstnevnte kalles trådantenne, som er kjent antenne. En antenne for utstråling av radiobølger, den sendende antennen, sendes til senderenergien blir konvertert til et vekselstrøm elektromagnetisk energirom. En antenne for mottak av radiobølger, nevnte mottaksantenne, som den elektromagnetiske energien fra det oppnådde rommet blir konvertert til en vekselstrømsenergi gitt mottaker. Vanligvis kan en enkelt antenne brukes som sendeantenne, mottaksantenne kan også brukes som med antenne dupleksenheten kan sende og motta deling samtidig. Men noen antenner er bare egnet for mottak av antenne.
Beskriver de elektriske egenskapene til antennens viktigste elektriske parametere: mønster, forsterkningskoeffisient, inngangsimpedans og båndbreddeeffektivitet. Antennemønsteret er et senter av sfæren til antennen, enten en kule (radius mye større enn bølgelengden) på den romlige fordelingen av den elektriske feltintensitetsdimensjonsgrafikken. Inneholder vanligvis en maksimal strålingsretning for de to gjensidig vinkelrette plane retningsgrafen. For å konsentrere seg i bestemte retninger for utstråling eller mottak av elektromagnetiske bølger, antennens retningsantenn, retningen vist i figur 1, kan enheten øke effektiv avstand for å forbedre støyimmuniteten. Bruk visse funksjoner i antennemønsteret kan gjøres, for eksempel å finne, navigere og retningskommunikasjon og andre oppgaver. Noen ganger for å forbedre antennens direktivitet ytterligere, kan du sette et antall av samme type antennearrangement i henhold til visse regler sammen for å danne et antennearray. Antenneforsterkningsfaktor er: Hvis antennen byttes ut med ønsket ikke-retningsbestemt antenne, vil antennen i den opprinnelige retningen med maksimal feltstyrke, den samme avstanden fremdeles produsere de samme feltstyrkeforholdene, inngangseffekten til den ikke-retningsbestemte antennen med inngangen til det faktiske antenneeffektforholdet. For tiden er en stor mikrobølge antenneforsterkningsfaktor på opptil ca. 10. Antennegetri og driftsbølgelengdeforhold større direktivitet sterkere, forsterkningskoeffisienten er også høyere. Inngangsimpedans presenteres ved inngangen til antenneimpedansen, inkluderer vanligvis to deler motstand og reaktans. Påvirke verdien som mottas, senderen og materen samsvarer. Effektivitet er: antennens strålingseffekt og dens inngangseffektforhold. Det er rollen som en antenne for å fullføre effektiviteten av energiomdannelse. Båndbredde refererer til antennens viktigste ytelsesindikatorer for å oppfylle kravene når du bruker frekvensområdet. En passiv antenne for overføring eller mottak av elektriske parametere er den samme, som er antennens gjensidighet. Militære antenner har også lette og fleksible, enkle å sette opp, gode for å skjule usårbarhetsevne og andre spesielle krav.
Antenne:
Mange former på antennen, i henhold til bruk, frekvens, struktur klassifisering. Langt, middels bånd som ofte bruker T-formet, invertert L-formet paraplyantenne; kort bølgelengde som ofte brukes er bipolar, bur, diamant, log periodisk, fiskebenantenne; FM-blyantennesegmenter brukes ofte (Yagi-antenne), spiralformet antenne, hjørnereflektorantenner; mikrobølgeovn antenner som ofte brukes antenner, slik som horn antenner, parabol reflektor antenne, etc .; mobilstasjoner bruker ofte det horisontale planet for ikke-retningsbestemte antenner, for eksempel piskantenner. Formen på antennen vist i figur 2. Aktiv enhet kalles en antenne med en aktiv antenne, som kan øke forsterkningen og for å oppnå miniatyrisering, er utelukkende for mottaksantennen. Adaptiv antenne er et antennearray og adaptivt prosessorsystem, det håndteres av adaptiv utgang hvert arrayelement, slik at utgangssignalet er det minste maksimale nyttige signalutgangen, for å forbedre kommunikasjon, radar og annet utstyrsimmunitet. Det er mikrostripeantenne festet til det dielektriske substratmetallets utstrålingselement på den ene siden og på den andre siden av metallets første etasje, som består av flyflater med samme form, med liten størrelse, lett vekt, egnet for raske fly.
  
Klassifisering:
① Trykk arten av arbeidet kan deles i å sende og motta antenner.
② kan deles i henhold til formåls kommunikasjonsantenne, radioantenne, TV-antenne, radarantenner.
③ Trykk på den operative bølgelengden kan deles inn i langbølge-antenne, langbølge-antenne, AM-antenne, kortbølge-antenne, FM-antenne, mikrobølge-antenner.
④ Trykk på strukturen og arbeidsprinsippet kan deles inn i ledningsantenner og antenne og så videre. Beskriv en karakteristisk parameter for antennemønsteret, direktivitet, forsterkning, inngangsimpedans, strålingseffektivitet, polarisering og frekvens
Antenne i henhold til dimensjonspunkter kan deles inn i to typer:
Antenne
Endimensjonal og todimensjonal antenneantenne
En-dimensjonal trådantenne består av mange komponenter, for eksempel ledninger eller brukt på telefonlinjen, eller en eller annen smart form, som en kabel på TV-en før du bruker gamle kaninører. Monopole antenne og to-trinns to grunnleggende endimensjonale antenner.
Dimensjonal antenne mangfoldig, et ark (et firkantet metall), array-lignende (todimensjonal modell av en haug med god vevskive), samt trompetformet, fat.
Antenne i henhold til applikasjoner kan deles inn i:
Håndholdt stasjon antenner, bil antenner, base antenne tre kategorier.
Håndholdte enheter for personlig bruk håndholdt walkie-talkie-antenne er en antenne, en vanlig gummiantenne og piskantenn i to kategorier.
Originaldesign bilantenne er montert på kjøretøyets kommunikasjonsantenn, den vanligste er den mest sugende antennen. Kjøretøyantennestrukturen har også en forkortet kvartbølge, en følelse av den sentrale add-typen, fem åttendedels bølgelengde, doble halvbølgelengde antenneformer.
Basestasjonsantenner i hele kommunikasjonssystemet har en veldig kritisk rolle, spesielt som kommunikasjonsnav for kommunikasjonsstasjoner. Vanlig brukte glassfiberbasestasjonantenne har høy forsterkningsantenne, Victoria array antenne (åtte ring array antenner), retningsbestemt antenne.
Stråling:
Kondensatoren til antennen til antennen stråling utstrålt under prosessen med kondensatoren
Der strømmer vekselstrøm, den elektromagnetiske strålingen kan oppstå, strålingsevnen og ledningens lengde og form. Vist i figur a, hvis de to ledningene er i umiddelbar nærhet, er det elektriske feltet mellom ledningene bundet i to, så strålingen er veldig svak; åpne de to ledningene, som vist i b, c, det elektriske feltet på spredningen i det omkringliggende rommet, Stråling. Må bemerkes at når ledningslengden L er mye mindre enn bølgelengden λ, er strålingen svak; ledningslengde L som skal sammenlignes med bølgelengden, vil ledningen øke strømmen sterkt, og dermed danne en sterk stråling.
1.2 dipol antenne
Dipole er en klassisk, antenne som er den mest brukte. Et enkelt halvbølgedipolsted kan bare brukes alene eller brukes som parabolantenn, men det kan også dannes et antall halvbølgedipolantenner. Armene med like lang oscillator kalt dipol. Hver armlengde er en fjerdedel bølgelengde, en lengde på halvparten av bølgelengdeoscillatoren, nevnte halvbølgedipol, vist i figur 1.2a. I tillegg er det en halvbølgedipolformet, kan betraktes som fullbølgedipolen omgjort til en lang og smal rektangulær boks, og fullbølgedipolen stablet to ender av dette lange og smale rektangelet kalles ekvivalent oscillator , merk at oscillatorlengden tilsvarer halvparten av bølgelengden, den kalles en halvbølgeekvivalent oscillator, vist i figur
1.3.1 retningsbestemt antenne
En av de grunnleggende funksjonene til sendeantennen er å få energien fra materen utstrålet til det omkringliggende rommet, de grunnleggende funksjonene til de to er til det meste av energien som utstråles i ønsket retning. Vertikalt plassert halvbølgedipol har en flat av det "doughnut" -formede tredimensjonale mønsteret (figur 1.3.1a). Selv om det er tredimensjonalt stereoskopisk mønster, men vanskelig å tegne. Figur 1.3.1b og Figur 1.3.1c viser det to hovedplanmønsteret, men grafikken viser antennen i retning av en spesifisert planretning. Figur 1.3.1b kan sees i den aksiale retningen til svingerens nullstråling, den maksimale strålingsretningen i horisontalplanet;
1.3.1c kan sees fra figuren, i alle retninger i horisontalplanet så stort som strålingen.
1.3.2 antenne directivity ekstrautstyr
Gruppere flere dipol matriser, i stand til å kontrollere stråling, noe som resulterer i "flat smultring", er signalet ytterligere konsentrert i horisontal retning.
Figuren er fire halv-bølge-dipoler som er ordnet i en vertikal opp og ned langs den vertikale rekke av kvartære er et perspektivriss og en vertikal retning av tegningen retning.
Reflektorplate kan også brukes til å kontrollere strålingen ensidig retning, plan reflektorplate på siden av matrisen utgjør en sektoromdekkingsantenne. Følgende figur viser den horisontale retningen av effekten av den reflekterende overflaten til den reflekterende overflaten ------ ensidig retning av reflektert kraft og forbedrer forsterkningen.
Bruken av parabolsk reflektor gjør det mulig å antenne strålingen, som optikk, søkelys, da energien konsentreres i en liten solid vinkel, noe som resulterer i en veldig høy forsterkning. Det sier seg selv at sammensetningen av parabolantennen består av to grunnleggende elementer: parabolreflektor og parabolsk fokus plassert på strålingskilden.
1.3.3 Gain
Gain betyr: inngangseffekten like forhold, det faktiske og det ideelle antennestrålingselementet generert på samme punkt i rommet for signaleffektdensitetsforholdet. Det er en kvantitativ beskrivelse av inngangseffekten til en antennestrålingskonsentrasjon. Gevinstantennemønstre har åpenbart et nært forhold, jo mer smal retningen til hovedlappen er, sidelappen er mindre, jo høyere gevinst. Kan forstås som forsterkningen ------ fysisk betydning i en viss avstand fra et punkt på signalet av en viss størrelse, hvis den ideelle punktkilden som ikke-retningsbestemt senderantenne, til inngangseffekten på 100 W, og med en forsterkning på G = 13dB = 20 til en retningsantenne som sendeantenne, kun inngangseffekt 100/20 = 5W. Med andre ord, en forsterkning av antennen i retning av maksimal stråling av strålingseffekten, og ikke-ideell punktkildedirektivitet sammenlignet med forsterkning av inngangseffektfaktoren.
Half-bølge dipol med en gevinst på G = 2.15dBi.
Fire halv bølge dipol arrangert vertikalt langs den vertikale, danner en vertikal rekke på fire yuan, og dens gevinst er om G = 8.15dBi (dBi dette objektet er uttrykt i enheter av relativt ensartet stråling ideelle isotropic punktkilde).
Dersom halvbølge dipol for sammenligning objekt, blir forsterkningen i enheten DBD.
Halvbølgedipol med en forsterkning på G = 0dBd (fordi det er med deres eget forhold, er forholdet 1, tar logaritmen til nullverdier.) Vertikal fire-yuan-array, dens gevinst er omtrent G = 8.15-2.15 = 6dBd.
1.3.4 Strålebredde
Mønster har vanligvis flere fliker, der den maksimale strålingsintensitetslappen kalles hovedlappen, resten av sidelappen eller lober som kalles sidelober. Se figur 1.3.4a, på begge sider av hovedlappens retning for maksimal stråling, reduseres strålingsintensiteten 3dB (halv effekttetthet) for vinkelen mellom to punkter er definert som halveffektstrålebredde (også kjent som strålebredde eller halv bredde på hovedlappen eller kraftvinkelen eller-3dB strålebredde, halv kraft strålebredde, referert til HPBW). Jo smalere bredde, retning bedre rolle lenger unna, jo sterkere anti-interferens evne. Det er også en strålebredde, dvs. 10 dB strålebredde, antyder at det er strålingsintensitetsmønsteret som reduserer 10 dB (ned til en tidel av effekttettheten) av vinkelen mellom de to punktene.
1.3.5 Første til Ratio
Retning av figuren, forholdet mellom maksimal front- og bakklaff kalt bakforhold, betegnet med F / B. Større enn før er antennens bakoverstråling (eller mottak) mindre. Ryggforhold F / B-beregning er veldig enkelt ------
F / B = 10Lg {(før effekttetthet) / (bakover strømtetthet)}
Foran og bak på antennen ratio F / B når forespurt, den typiske verdien (18 ~ 30) dB, unntaksvis kreve opptil (35 ~ 40) dB.
1.3.6 antenne få visse tilnærmet formel
1), jo smalere bredden på antennens hovedlobe, jo høyere er forsterkningen. For generell antenne kan forsterkningen estimeres med følgende formel:
G (dBi) = 10Lg {32000 / (2θ3dB, E × 2θ3dB, H)}
Hvor henholdsvis 2θ3dB, E og 2θ3dB, H i to hovedplan antennestrålebredde;
32000 er ut av opplevelsen av statistiske data.
2) For en parabolantenne, kan tilnærmes ved beregning av gevinst:
G (dBi) = 10Lg {4.5 × (D / λ0) 2}
Hvori D er diameteren til paraboloid;
λ0 for midtbølgelengden;
4.5 av empiriske statistiske data.
3) for vertikal rundstrålende antenne, med tilnærmet formel
G (dBi) = 10Lg {2L / λ0}
Hvor, L er lengden av antennen;
λ0 for midtbølgelengden;
Antenne
1.3.7 Øvre sidelobe undertrykkelse
For basestasjonens antenne krever ofte dens vertikale (dvs. høydeplan) retning av figuren, toppen av den første sidelappen som svakere. Dette kalles undertrykkelse av oversiden. Basestasjonen betjener mobiltelefonbrukerne på bakken, og det er meningsløst å peke på himmelen.
1.3.8 Antenne downtilt
For å gjøre den viktigste lapp peker mot bakken, plassere antennen krever moderat avbud.
1.4.1 dual-polarisert antenne
Følgende figur viser de to andre unipolare situasjonene: +45 ° polarisering og -45 ° polarisering, de brukes bare ved spesielle anledninger. Dermed totalt fire unipolare, se nedenfor. Den vertikale og horisontale polarisasjonsantennen sammen to polarisasjoner, eller +45 ° polarisering og -45 ° polarisering av de to polarisasjonsantennene kombinert sammen, utgjør en ny antenne --- dobbeltpolariserte antenner.
Diagrammet nedenfor viser to unipolar antenne er montert sammen for å danne et par dual-polarisert antenne, oppmerksom på at det er to dual-polarisert antenne.
Dual-polarisert antenne (eller mottar) to romlig gjensidig ortogonale polarisering (vertikal) bølge.
1.4.2 Polarisering tap
Bruk en vertikalt polarisert bølgeantenne med vertikale polarisasjonsegenskaper for å motta, bruk den horisontale polariserte bølgeantennen med horisontal polarisasjonsegenskap for å motta. Bruk en høyre sirkulærpolarisert bølgeantenn høyre sirkulærpolarisasjonsegenskaper for å motta, og bruk en venstrehånds sirkulærpolarisert bølgekarakteristikk LHCP
antennemottak.
Når den innkommende bølgepolarisasjonsretningen til mottagerantennens polarisasjonsretning samsvarer, vil det mottatte signalet være lite, det vil si forekomsten av polarisasjonstap. For eksempel: Når en +45 ° polarisert antenne mottar vertikal polarisering eller horisontal polarisering, eller, når den vertikalt polariserte antennepolarisasjonen eller -45 ° +45 ° polariserte bølge osv., For å generere polarisasjonstap. En sirkel-polarisasjons antenne for å motta en lineær polarisert plan bølge, eller lineær polarisasjons antenne med enten sirkulært polariserte bølger, så situasjonen er det også uunngåelig tap av polarisering kan motta innkommende bølger ------ halvparten av energien.
Når mottagerantennens polariseringsretning mot polarisasjonsretningen for bølgen er helt ortogonal, for eksempel mottagerantenn horisontalt polarisert til vertikalt polariserte bølger, eller høyrehåndet sirkulær polarisert mottagerantenne LHCP Den innkommende bølgen, antennen kan ikke være helt mottatt bølgeenergi, i hvilket tilfelle maksimalt tap av polarisering, sa polarisasjonen helt isolert.
1.4.3 Polarisasjonsisolasjon
Ideell polarisering er ikke helt isolert. Matet til antennen til ett polarisasjonssignal hvor mye det alltid vil være litt i en annen polarisert antenne. For eksempel er den viste dobbelpolariserte antennen, den innstilte vertikale polariseringsantennekraften på 10 W, resultatet i en horisontal polarisasjonsantenn målt ved utgangen til utgangseffekten på 10mW.
1.5 antenne inngangsimpedans Zin
Definisjon: antenneinngangssignalspenning og signalstrømforhold, kjent som antenneinngangsimpedansen. Rin har en resistiv komponent av inngangsimpedans og reaktanskomponent Xin, nemlig Zin = Rin + jXin. Reaktanskomponenten i antennen vil redusere tilstedeværelsen av signaleffekt fra materen til ekstraksjonen, slik at reaktanskomponenten blir null, det vil si så langt som mulig til antenneinngangsimpedansen er rent motstandsdyktig. Faktisk, selv design, feilsøking veldig god antenne, inkluderer inngangsimpedansen også en liten total reaktansverdier.
Inngangsimpedans til antennestrukturen, størrelsen og driftsbølgelengden, halvbølgedipolantenne er den viktigste basisen, inngangsimpedansen Zin = 73.1 + j42.5 (Europa). Når lengden er forkortet (3-5)%, kan den elimineres der reaktanskomponenten til antenneinngangsimpedansen er rent motstandsdyktig, da inngangsimpedansen til Zin = 73.1 (Europa), (nominelt 75 ohm). Merk at rent motstandsdyktig inngangsimpedans til antennen er strengt tatt akkurat når det gjelder frekvenspunkter.
Forresten, den halve bølge oscillator tilsvarende inngangsimpedans av en halv bølge dipol fire ganger, dvs. Zin = 280 (Europe), (nominelle 300 ohm).
Interessant, for enhver antenne, antenneimpedansen av mennesker som alltid feilsøker, det nødvendige driftsfrekvensområdet, den imaginære delen av inngangsimpedansen, den virkelige delen av liten og veldig nær 50 ohm, slik at antenneinngangsimpedansen Zin = Rin = 50 ohm ------ antennen til materen er i en god impedanstilpasning nødvendig.
1.6 antenne opererer frekvensområdet (båndbredde)
Både senderen antenne eller mottak antenne, som alltid er i en bestemt frekvensområde (båndbredde) av arbeidet, båndbredden til antennen, er det to forskjellige definisjoner ------
Det ene er midler: SWR ≤ 1.5 VSWR-forhold, antennens frekvensbåndbredde;
Den ene er den betyr: ned 3 db antenne gevinst i bandet bredde.
I mobile kommunikasjonssystemer, er det vanligvis definert av det tidligere, spesielt, er båndbredden til antennen SWR SWR ikke mer enn 1.5, antennen opererer frekvensområdet.
Vanligvis operativbåndet bredden på hver frekvens punkt, det er en forskjell i antenne ytelse, men den forringelse av ytelsen som følge av denne forskjell er akseptabelt.
1.7 mobil kommunikasjon basestasjon antenner brukt, repeater antenne og innendørs antenne
1.7.1 Panel Antenne
Både GSM og CDMA, Panel Antenna er en av de mest brukte klasser av ekstremt viktig basestasjonantenne. Denne antennens fordeler er: høy forsterkning, kakemønsteret er bra, etter at ventilen er liten, lett å kontrollere vertikal mønsterdepresjon, pålitelig tetningsytelse og lang levetid.
Panel Antenna er også ofte brukt som en repeater antenne brukere, i henhold til omfanget av den rollen fan zone størrelse bør velge de riktige antennekablene modeller.
1.7.1a basestasjon antenne grunnleggende tekniske indikatorer Eksempel
Frekvensområdet 824-960MHz
70MHz båndbredde
Få 14 ~ 17dBi
Polarisering Vertikal
Nominell impedans 50Ohm
VSWR ≤ 1.4
Front / Back Ratio> 25dB
Vipp (justerbar) 3 ~ 8 °
Halvkraft bjelkevidde horisontalt 60 ° ~ 120 ° vertikalt 16 ° ~ 8 °
Vertikal plan undertrykkelse av sidelob <-12dB
Intermodulasjon ≤ 110dBm
1.7.1b dannelse av high-gain panel antenne
A. med flere halvbølge dipol anordnet i en lineær oppstilling som er lagt vertikalt
B. I den lineær rekke på den ene side samt en reflektor (reflektor-plate for å bringe to halvbølge dipol vertikalt over hverandre, som et eksempel)
Gevinsten er G = 11 ~ 14dBi
C. For å forbedre forsterkningen panelantenne kan videre brukes åtte halvbølge dipol rad matrise
Som bemerket er de fire halvbølgedipoler anordnet i en lineær matrise med vertikalt plassert forsterkning omtrent 8dBi; side pluss en reflektorplate kvartær lineær matrise, nemlig konvensjonell panelantenne, er forsterkningen omtrent 14 ~ 17dBi.
Pluss siden er det en reflektor åtte yuan lineær matrise, dvs. langstrakt plate-lignende antenne, forsterkningen er ca 16 ~ 19dBi. Det sier seg selv at langstrakt platelignende antennelengde for konvensjonell plateantenne ble doblet til rundt 2.4 meter.
1.7.2 høy gain Grid Parabolic Antenna
From kostnadseffektiv måte, brukes den ofte som en Grid Parabolic Antenna repeater donor antenne. Som en god fokus paraboleffekt, så paraboloid sett med radiokapasitet, 1.5 m diameter parabolantenn av det gitterlignende, i båndet 900 megabyte, kan gevinsten nås G = 20dBi. Det er spesielt godt egnet til punkt-til-punkt-kommunikasjon, slik at det ofte brukes som en repeater-donorantenne.
Parabolsk grid-lignende struktur som brukes for det første for å redusere vekten av antennen, er det andre å redusere luftmotstanden.
Parabolantenne kan vanligvis gis før og etter forholdet mellom ikke mindre enn 30dB, som er repeater system mot selv spent og gjort mottakerantennen må oppfylle de tekniske spesifikasjonene.
1.7.3 Yagi retningsbestemt antenne
Yagi retningsbestemt antenne med høy forsterkning, kompakt struktur, enkel å sette opp, billig osv. Derfor er den spesielt egnet for punkt-til-punkt-kommunikasjon, for eksempel innendørs distribusjonssystem som er utenfor den foretrukne typen antennemottakende antenne.
Yagi-antenne, jo mer antall celler, jo høyere forsterkning, vanligvis 6-12 enhet retningsbestemt Yagi-antenne, en gevinst på opptil 10-15dBi.
1.7.4 Indoor Ceiling Antenne
Innendørs tak antenne må ha en kompakt struktur, vakre utseende, enkel installasjon.
Sett på markedet i dag, innendørs takantenne, form mange farger, men andelen av den indre kjernen gjorde nesten det samme. Den interne strukturen til denne takantennen, selv om størrelsen er liten, men siden den er basert på teorien om bredbåndsantenn, bruk av datamaskinstøttet design og bruk av en nettverksanalysator for feilsøking, kan den tilfredsstille arbeidet i en veldig bredt frekvensbånd VSWR-krav, i samsvar med nasjonale standarder, som arbeider i en bredbåndsantenneindeks av stående bølgeforhold VSWR ≤ 2. Selvfølgelig for å oppnå bedre VSWR ≤ 1.5. For øvrig er innendørs takantenne en antenne med lav forsterkning, vanligvis G = 2dBi.
1.7.5 Innendørs Wall Mount Antenna
Innendørs vegg antenne må også ha en kompakt struktur, vakre utseende, enkel installasjon.
Sett på markedet i dag innendørs veggantenne, form farge mye, men det gjorde at den indre kjernen i aksjen er nesten den samme. Den indre veggstrukturen til antennen, er luftdielektrisk mikrostripantenne. Som et resultat av å utvide båndbreddeassistent antennestruktur, bruk av datamaskinstøttet design og bruk av en nettverksanalysator for feilsøking, er de i stand til å bedre oppfylle arbeidskravene til bredbånd. For øvrig har innendørs veggantenne en viss gevinst på omtrent G = 7dBi.
2 Noen grunnleggende begrepene bølgeutbredelse
Foreløpig GSM og CDMA kommunikasjonsløsninger band som brukes er:
GSM: 890-960MHz, 1710-1880MHz
CDMA: 806-896MHz
806-960MHz frekvensområdet av en FM-serien; 1710 ~ 1880MHz frekvensområdet er mikrobølgeovnen serien.
Bølger av forskjellige frekvenser, eller forskjellige bølgelengder, dets spredte karakteristikker ikke er identiske, eller til og med meget forskjellige.
2.1 free-plass kommunikasjon avstand ligning
La sendekraft PT, sender antenne få GT, driftsfrekvens f. Mottatt kraft PR, mottaksantenneforsterkning GR, sendings- og mottaksantenneavstand er R, så har radiomiljøet i fravær av forstyrrelse, radiobølgeforplantningstapet på vei L0 har følgende uttrykk:
L0 (dB) = 10Lg (PT / PR)
= 32.45 + 20 LGF (MHz) + 20 LGR (km)-GT (dB)-GR (dB)
[Eksempel] Let: PT = 10W = 40dBmw; GR = GT = 7 (dBi), f = 1910MHz
Q: R = 500m tid, PR =?
Svar: (1) L0 (dB) beregnes
L0 (dB) = 32.45 + 20 Lg1910 (MHz) + 20 Lg0.5 (km)-GR (dB)-GT (dB)
= 32.45 + 65.62-6-7-7 = 78.07 (dB)
(2) PR Beregning
PR = PT / (107.807) = 10 (W) / (107.807) = 1 (μW) / (100.807)
= 1 (μW) / 6.412 = 0.156 (μW) = 156 (mW)
Forresten, 1.9GHz radio i penetrasjon lag av murstein, om tap (10 ~ 15) dB
2.2 VHF og mikrobølgeovn overføring siktlinje
2.2.1 Den ultimate utseende i det fjerne
FM spesielt mikrobølgeovn, høy frekvens, bølgelengden er kort, dens bakkebølge forfaller raskt, så ikke stol på bakkebølgeutbredelse over lange avstander. FM særlig mikrobølgeovn, hovedsakelig av romlig bølgeforplantning. Kortfattet, det romlige bølgeområdet i den romlige retningen til en bølge som forplanter seg langs en rett linje. Åpenbart, på grunn av jordens krumning av rombølgeforplantning, eksisterer det en grense stirring i det fjerne Rmax. Se på den lengste avstanden fra området, tradisjonelt kjent som lyssone; ekstrem avstand Rmax ser utenfor området da kjent som det skyggelagte området. Uten å si det språket, bør bruken av ultrakortbølge, mikrobølgekommunikasjon, sendemottakepunkt for antenne falle innenfor grensene for optisk rekkevidde Rmax. I forhold til jordens krumningsradius, fra utseendegrensen Rmax og senderantenne og mottakerantennhøyde HT, er forholdet mellom HR: Rmax = 3.57 {√ HT (m) + √ HR (m)} (km)
Tatt i betraktning den rollen atmosfærisk brytning på radioen, bør grensen revideres for å se nærmere på avstand
Rmax = 4.12 {√ HT (m) + √ HR (m)} (km)
Antenne
Siden frekvensen av den elektromagnetiske bølgen er mye lavere enn frekvensen av lysbølger, bølgeutbredelse effektiv stirre inn avstanden fra Re Rmax se deg rundt grensen på 70%, dvs. Re = 0.7Rmax.
For eksempel, HT og HR henholdsvis 49m og 1.7m, den effektive optiske spekter av Re = 24km.
2.3 bølgeutbredelse egenskaper i planet på bakken
Direkte bestrålt av den sendende antennen, radiomottakspunktet kalles den direkte bølgen; sende antenne av radiobølgene som sendes ut og peker til bakken, av den bakken reflekterte bølgen når mottakspunktet kalles den reflekterte bølgen. Det er klart at mottakssignalpunktet skal være den direkte bølgen og den reflekterte bølgesyntese. Syntese av bølge ikke som 1 +1 = 2 som enkel algebraisk sum av resultater med syntetisk direkte bølge og den reflekterte bølgeforskjellen mellom bølger er forskjellig. Bølgeforskjell er et merkelig multiplum av en halv bølgelengde, den direkte bølgen og det reflekterte bølgesignalet, for å syntetisere maksimumet; bølgeforskjellen er et multiplum av bølgelengden, den direkte bølgen og det reflekterte bølgesignalsubtraksjonen, syntese minimeres. Sett, tilstedeværelsen av grunnrefleksjon, slik at den romlige fordelingen av signalintensiteten blir ganske kompleks.
Faktisk målepunkt: Ri av en viss avstand, signalstyrken med økende avstand eller antennehøyde vil være bølget; Ri ved en viss avstand, avstanden øker med reduksjonsgraden eller antennen, signalstyrken vil være. Avtar monotont. Teoretisk beregning gir Ri og antennehøyde HT, HR forhold:
Ri = (4HTHR) / l, L er bølgelengden.
Det sier seg selv, må Ri være mindre enn grensen stirre inn avstanden Rmax.
2.4 multipath forplantning av radiobølger
I FM, vil mikrobølgeovnbåndet, radioen i formidlingsprosessen møte hindringer (f.eks. Bygninger, høye bygninger eller åser osv.), Reflektere over radioen. Derfor er det mange som når den mottatte antenne-reflekterte bølgen (bredt sett bør den jordreflekterte bølgen også være inkludert), dette fenomenet kalles forplantning av flere veier.
På grunn av flerveisoverføring blir den romlige fordelingen av signalfeltstyrken ganske kompleks, flyktig, forbedret signalstyrke noen steder, noe lokal signalstyrke svekket; også på grunn av virkningen av flerveisoverføring, men også for å gjøre bølger som polarisasjonsretningen endres. I tillegg har forskjellige hindringer på radiobølgerefleksjonen ulik kapasitet. For eksempel: armerte betongbygninger på FM, mikrobølgeovnens reflektivitet sterkere enn en murvegg. Vi bør prøve å overvinne de negative effektene av flerveis forplantningseffekter, som er i kommunikasjon som krever kommunikasjonsnett av høy kvalitet, folk bruker ofte romlig mangfold eller polarisasjonsdiversitetsteknikker.
2.5 diffracted bølgeutbredelse
Støttet på overføring av store hindringer, vil bølgene forplante seg rundt hindringer fremover, et fenomen som kalles diffraksjonsbølger. FM, mikrobølgeovn høyfrekvent bølgelengde, svak diffraksjon, signalstyrken på baksiden av en høy bygning er liten, dannelsen av såkalt "skygge". Graden av signalkvalitet påvirkes, ikke bare relatert til høyden og bygningen, og mottakerantennen på avstanden mellom bygningen, men også, og frekvensen. For eksempel er det en bygning med en høyde på 10 meter, bygningen bak avstanden på 200 meter, den mottatte signalkvaliteten er nesten upåvirket, men på 100 meter reduserte den mottatte signalfeltstyrken enn den uten bygninger betydelig. Merk at, som nevnt ovenfor, svekkelsesgraden også med signalfrekvensen, for 216 til 223 MHz RF-signal, den mottatte signalfeltstyrken enn den uten bygninger lav 16dB, for 670 MHz RF-signal, det mottatte signalfeltet Ingen bygninger lav intensitet forhold 20dB. Hvis byggehøyden er 50 meter, vil feltstyrken til det mottatte signalet bli påvirket og svekket i en avstand på mindre enn 1000 meter med bygninger. Det vil si at jo høyere frekvens, jo høyere bygning, jo mer mottaksantenn i nærheten av bygningen, signalstyrken og jo større grad påvirkes graden av kommunikasjonskvalitet; Omvendt, jo lavere frekvens, desto mer lave bygninger, som bygger lenger mottaksantenn, er effekten mindre.
Derfor velger en basestasjon og sette opp en antenne, må du huske å ta hensyn til diffraksjon forplantning mulige bivirkninger, bemerket diffraksjon forplantning fra en rekke faktorer innflytelse.
Tre overføringslinjer noen grunnleggende begreper
Koble til antenne- og senderutgangskabelen (eller mottakerinngangen) som kalles transmisjonslinje eller mater. Overføringslinjens hovedoppgave er å effektivt overføre signalenergi, derfor skal den kunne sende sendersignaleffekten med minimalt tap til inngangen til den sendende antennen, eller antennemottaket signal sendt med minimalt tap til mottakeren. innganger, og det bør ikke i seg selv strø forstyrrelsessignaler plukket opp eller så, krever at overføringslinjer må være skjermet.
Dessuten, når den fysiske lengden av overføringslinjen er lik eller større enn bølgelengden til det utsendte signal, blir transmisjonslinjen også kalt lang.
3.1 type overføring linje
FM-overføringslinjesegmenter er vanligvis to typer: parallelle ledningsoverføringslinjer og koaksial overføringslinje; mikrobølgeovnbåndoverføringslinjer er koaksialkabeloverføringslinje, bølgeleder og mikrostrip. Parallell ledningstransmisjonslinje dannet av to parallelle ledninger som er symmetrisk eller balansert overføringsledning, dette matetapet, kan ikke brukes til UHF-båndet. Koaksial overføringslinje to ledninger ble skjermet kjernetråd og kobbernett, kobbernett bakken fordi, to ledere og jordasymmetri, såkalte asymmetriske eller ubalanserte overføringslinjer. Koaksere driftsfrekvensområde, lavt tap, kombinert med en viss elektrostatisk skjermingseffekt, men forstyrrelsen til magnetfeltet er maktesløs. Unngå bruk med sterke strømmer parallelt med linjen, linjen kan ikke være nær lavfrekvenssignalet.
3.2 Den karakteristiske impedans av den transmisjonslinje
Rundt en uendelig lang transmisjonslinjespenning og strømforhold er definert som transmisjonslinjens karakteristiske impedans, representerer Z0 a. Den karakteristiske impedansen til koaksialkabelen beregnes som
Z. = [60 / √ εr] × Logg (D / d) [Euro].
Hvori D er den indre diameter av den koaksiale kabel ytre leder kobbernett, d av kabelen tråddiameter;
εr er den relative dielektrikken mellom ledernes permittivitet.
Vanligvis Z0 = 50 Ohms, det Z0 = 75 ohm.
Det er åpenbart fra liknelsen ovenfor, den karakteristiske impedansen til matelederne bare med diameteren D og d, og den dielektriske konstanten e mellom lederne, men ikke med matelengden, frekvensen og materterminalen uavhengig av den tilkoblede belastningsimpedansen.
3.3 mater svekkingskoeffisienten
Mater i signaloverføringen, i tillegg til de resistive tapene i lederen, det dielektriske tapet av det isolerende materialet der. Både tap med linjelengde øker og driftsfrekvensen øker. Derfor bør vi prøve å forkorte lengden på den rasjonelle distribusjonsmateren.
Enhetens lengde på størrelsen på tapet generert av dempningskoeffisienten ß uttrykt i enheter på dB / m (dB / m), kabelteknologi de fleste instruksjonene på enheten med dB / 100m (db / hundre meter).
La kraften innspill til materen P1, fra lengden på L (m) vil strømforbruket materen er P2, kan overføring tap TL uttrykkes slik:
TL = 10 × Lg (P1 / P2) (dB)
svekkingskoeffisienten
β = TL / L (dB / m)
For eksempel NOKIA7 / 8 tomme lav kabel, 900MHz dempningskoeffisient β = 4.1dB / 100m, kan skrives som β = 3dB / 73m, det vil si signaleffekten ved 900MHz, hver gjennom denne kabellengden 73m, effekten til mindre enn halvparten.
Den vanlige ikke-lave kabelen, for eksempel SYV-9-50-1, 900MHz dempningskoeffisient β = 20.1dB / 100m, kan skrives som β = 3dB / 15m, det vil si en frekvens på 900MHz signaleffekt, etter hver 15 m lang denne kabelen, vil strømmen bli halvert!
3.4 Matching Concept
Hva er kampen? Enkelt sagt, materterminalen som er koblet til lastimpedansen ZL, er lik den karakteristiske impedans Z0-mater, materterminalen kalles en matchende forbindelse. Match, det blir bare overført til mateterminalens belastningshendelse, og ingen belastning genereres av terminalen til den reflekterte bølgen, derfor antennebelastningen som en terminal, for å sikre at antennen matcher for å oppnå all signaleffekt. Som vist nedenfor, samme dag når linjeimpedansen på 50 Ohm, med kabler på 50 ohm, blir matchet, og dagen når linjeimpedansen på 80 Ohm, med kabler på 50 ohm ikke samsvarer.
Hvis antenneelementet er tykkere, er antenneinngangsimpedansen i forhold til frekvensen liten, lett å vedlikeholde og mates, så antennen på et bredt spekter av driftsfrekvenser. Tvert imot er det smalere.
I praksis vil inngangsimpedansen til antennen bli påvirket av de omkringliggende objektene. For å få et godt samsvar med antennemateren, vil det også være nødvendig å montere antennen ved å måle, passende justeringer av antennens lokale struktur, eller legge til matchende enhet.
3.5 Return Loss
Som nevnt, når materen og antennen samsvarer, reflekteres ikke materen bølger, bare hendelsen som overføres til materen som reiser bølgeantennen. På dette tidspunktet er materspenningsamplituden i den gjeldende amplituden lik, impedansen til materen til enhver tid er lik den karakteristiske impedansen.
Og antennen og materen samsvarer ikke, antenneimpedansen er ikke lik den karakteristiske impedansen til materen, matelasten kan bare absorbere høyfrekvensenergien fra sendingen, og kan ikke absorbere hele den delen av energien ikke absorberes vil reflekteres tilbake for å danne reflektert bølge.
For eksempel, i figuren, siden impedansen i antennen og materen type, en 75-ohm, en 50 ohm impedans mismatch, er resultatet
3.6 VSWR
I tilfelle misforhold, tilfaller og reflekterer materen samtidig bølger. Fasen av hendelsen og reflekterte bølger samme sted, spenningsamplituden til den maksimale spenningsamplituden summen Vmax, og danner antinoder; innfallende og reflekterte bølger i motsatt fase i forhold til den lokale spenningsamplituden reduseres til minimumsspenningsamplituden Vmin, dannelsen av noden. Annen amplitudeverdi for hvert punkt er mellom antinoder og noden mellom. Denne syntetiske bølgen kalte en rad stående.
Reflektert bølge spenning og forholdet kalles hendelsen spenningsamplitude refleksjonskoeffisient, betegnet med R
Reflektert bølge amplitude (ZL-Z0)
R = ─ ─ ─ ─ ─ = ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─
Incident wave amplitude (ZL + Z0)
Antinode amplitude spenning node spenning stående bølge forhold som forholdet, også kalt spenningen stående bølge ratio, betegnet VSWR
Spenningsamplituden antinode Vmax (1 + R)
VSWR = ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ = ─ ─ ─ ─
Graden av konvergens node spenning Vmin (1-R)
Avslutte impedans ZL og den karakteristiske impedans Z0 nærmere, er refleksjon koeffisient R mindre, er VSWR nærmere 1, jo bedre match.
3.7 balansering enhet
Kilden eller belastningen eller overføringslinje, basert på deres forhold til bakken, kan deles inn i to typer balanserte og ubalanserte.
Hvis signalkilden og jordspenningen mellom begge ender med like motsatt polaritet, kalles den balanserte signalkilden, ellers kjent som den ubalanserte signalkilden; hvis belastningsspenningen mellom begge ender av bakken er lik og motsatt polaritet, kalles lastbalansering, ellers kjent som ubalansert belastning; hvis overføringslinjeimpedansen mellom de to lederne og jorder den samme, kalles den balansert overføringsledning, ellers ubalansert overføringsledning.
I ubalansert belastning skal ubalanse mellom signalkilden og koaksialkabelen brukes i balansen mellom signalkilden, og lastbalanseringen skal brukes til å koble parallelle ledningsoverføringslinjer, slik at signaleffekten effektivt overføres, ellers balanserer de ikke eller balansen vil bli ødelagt og kan ikke fungere ordentlig. Hvis vi vil balansere belastningen ubalansert overføringslinje og tilkoblet, er den vanlige tilnærmingen å installere mellom korn "balansert - ubalansert" konverteringsenhet, ofte referert til balun.
3.7.1 Wavelength Baluns halvparten
også kjent som den "U" -formede rørbalunen, som brukes til å balansere belastningen ubalansert mater koaksialkabel med en halvbølge dipolforbindelse mellom. "U" -formet rør har en 1: 4 balun impedans-transformasjonseffekt. Mobilkommunikasjonssystem som bruker koaksialkabelkarakteristisk impedans er vanligvis 50 i Europa, så i YAGI-antenne, ved bruk av en halvbølgedipol som tilsvarer impedansjusteringen til 200 Euro eller så, for å oppnå den ultimate og viktigste materimpedansen 50 ohm koaksialkabel.
3.7.2 kvart bølgelengde balansert - ubalansert device
Ved hjelp av kvart-bølgelengde overføring linje oppsigelse krets åpen natur høyfrekvente antenne for å oppnå en balansert inngang porten og utgangen på koaksial mater balanse mellom ubalansert - ubalansert konvertering.
4.Feature
A) Polarisering: antennen avgir elektromagnetiske bølger kan brukes til vertikal polarisering eller horisontal polarisering. Når interferensantenne (eller sendeantenne) og sensitivt utstyrsantenne (eller mottaksantenne) har de samme polarisasjonsegenskapene, blir strålingsfølsomme enheter i den induserte spenningen generert ved inngangen sterkest.
2) Direktivitet: plass i alle retninger mot forstyrrelseskilden utstrålt elektromagnetisk forstyrrelse eller sensitivt utstyr mottar fra alle retninger. Muligheten for elektromagnetisk forstyrrelse er forskjellig. Beskriv strålings- eller mottaksparametere for nevnte retningsegenskaper.
3) polar plot: Antenne Den viktigste funksjonen er dens strålingsmønster eller polar diagram. Antennepolardiagrammet utstråles fra forskjellige vinkleretninger av kraft- eller feltstyrkediagrammet som dannes
4) Antenneforsterkning: antennedirektivitet antennens kraftforsterkning G-uttrykk. G i begge retninger tapet av antennen, er antennens strålingseffekt litt mindre enn inngangseffekten
5) Gensidighet: mottakerantennens polardiagram ligner på det sendende antennepolardiagrammet. Derfor sender og mottar antenner ingen grunnleggende forskjell, men noen ganger ikke gjensidig.
6) Overholdelse: overholdelse av antennefrekvenser, båndet i utformingen kan effektivt fungere på utsiden av denne frekvensen er ineffektiv. Ulike former og strukturer for frekvensen til elektromagnetisk bølge som mottas av antennen, er forskjellige.
Antenne er mye brukt i radiobransjen. Elektromagnetisk kompatibilitet, antennen brukes hovedsakelig som måling av elektromagnetiske strålingssensorer, elektromagnetisk felt omdannes til en vekselspenning. Deretter med de elektromagnetiske feltstyrkeverdiene oppnådd antennefaktor. Derfor krevde EMC-måling i antenner, antennefaktor høyere presisjon, gode stabilitetsparametere, men bredere båndantenne.
5 Antennefaktoren
Er de målte feltstyrkeverdiene antenne målt med mottakerantennens utgangsport spenningsforhold. Elektromagnetisk kompatibilitet og uttrykk er: AF = E / V
Logaritmisk representasjon: dBAF = DBE-dBV
AF (dB / m) = E (dBμv / m) -V (dBμv)
E (dBμv / m) = V (dBμv) AF (dB / m)
Hvor: E - antennefeltstyrke, i enheter på dBμv / m
V - spenningen ved antenneporten, enheten er dBμv
AF-antenne faktor, i enheter av dB / m
Antennefaktor AF bør gis når antennefabrikken og kalibreres regelmessig. Antennefaktor som er gitt i manualen, er vanligvis i langt felt, ikke-reflekterende og 50 ohm belastning målt under.
|
