Principen av antennen

Strålning
Kondensatorn till antennen till antennen strålning utstrålas under processen för kondensatorn
Det tråd växelström flyter, kan den elektromagnetiska strålningen inträffa, förmågan av strålning och längden och formen av tråden. Visas i figur A, om de två kablarna i närheten, är det elektriska fältet mellan trådarna bundna i två, så strålning mycket svag, öppna de två trådarna, som visas i b, c, det elektriska fältet på spridningen i omgivande rymden, Strålning. Måste noteras att, när trådlängden L är mycket mindre än våglängden λ, är strålningen svag; trådlängd L som ska jämföras med våglängden kommer ledningen att kraftigt öka strömmen och därmed kan bilda en stark strålning.

1.2 dipol
Dipol är en klassiker, antenn särklass mest använda, kan en enda halvvågsdipol webbplats kan enkelt användas ensamt eller användas som foder parabolantenn, men också kan vara ett flertal halvvågsdipol formad antenn array. Armar lika långa oscillator kallas dipol. Varje arm längd är en kvarts våglängd, en längd som är halva våglängden oscillatorn, varvid nämnda halvvågsdipol, visad i figur 1.2a. Dessutom finns det en halvvågsdipol-formad, kan betraktas som den helvågs-dipol omvandlas till en lång och smal rektangulär låda, och de helvågs-dipol staplade två ändar av denna långa och smal rektangel kallas motsvarande oscillator, observera att oscillatorn längd motsvarar halva våglängden, kallas det en halv-våg motsvarande oscillator, som visas i figur 1.2b.
1.3 Diskussion antenndirektivitet
1.3.1 Directional Antenna
En av de grundläggande funktionerna i den sändande antennen är att få energi från mataren strålade ut till den omgivande rymden, är de grundläggande funktionerna i två till det mesta av energin utstrålas i önskad riktning. Vertikalt placerad halvvågsdipol har en platt av det "munk" -formade tredimensionella mönstret (Figur 1.3.1a). Även tredimensionella stereoskopisk mönster, men svårt att dra Figur 1.3.1b och Figur 1.3.1c visar dess två huvudplan mönster, skildrar grafiskt antennen i riktningen för en specificerad plan riktning. Figur 1.3.1b kan ses i den axiella riktningen hos omvandlaren noll strålning, den maximala strålningen riktning i horisontalplanet, 1.3.1c kan ses från figuren, i alla riktningar i horisontalplanet så stor som strålning.
1.3.2 antenndirektivitet förbättring
Gruppera flera dipoluppsättningar, som kan styra strålning, vilket resulterar i "platt munk", signalen koncentreras ytterligare i horisontell riktning.
Siffran är fyra halvvågsplattor dipoler anordnade i en vertikalt uppåt och nedåt längs den vertikala matris med fyra yuan en perspektiwy och en vertikal riktning av ritningen riktning.
Reflektor platta kan också användas för att styra strålningen ensidig riktning, plattan plan reflektor på sidan av gruppen utgör en sektor antenn yttäckning. Följande bild visar den horisontella riktningen av effekten av den reflekterande ytan av den reflekterande ytan ------ ensidig riktning reflekterad effekt och förbättra vinsten.
Användningen av paraboliska reflektorn, möjliggör den för antennens strålning, såsom optik, sökarljus, som den energi som är koncentrerad i en liten rymdvinkel, vilket resulterar i en mycket hög förstärkning. Det säger sig självt består kompositionen av parabolisk antenn av två grundläggande element: parabolisk reflektor och paraboliska fokus placeras på strålningskällan.

1.3.3 Gain
Gain betyder: strömförsörjningsledarna lika villkor, det faktiska och det idealiska antennens strålning elementet genereras vid samma punkt i rymden av signaleffekt densitetsförhållandet. Det är en kvantitativ beskrivning av den tillförda effekten för en antenn strålningsnivå koncentration. Gain antenn mönster uppenbarligen har en nära relation, desto mer smala riktningen för huvudloben, är sidolob mindre, desto högre vinst. Kan förstås som vinst ------ fysisk mening på ett visst avstånd från en punkt på signalen i en viss storlek, om ideal punktkälla som icke-riktad sändarantenn, till ingången makt 100W, och med en vinst på G = 13dB = 20 av en riktantenn som en sändarantenn, ineffekt endast 100 / 20 = 5W. Med andra ord, en förstärkning av antennen på sin riktning maximal strålning av strålningen effekt, och icke-ideal punktkälla riktverkan jämfört förstärkning av ineffekt faktorn.
Halvvågsdipol med en vinst på G = 2.15dBi.
Fyra halvvågsdipol vertikalt längs den vertikala, som bildar ett lodrätt system av fyra yuan, och dess förstärkning är om G = 8.15dBi (dBi detta föremål uttrycks i enheter av relativt jämn strålning perfekt isotropa punktkälla).
Om halvvågsdipol för jämförelse objekt, är förstärkningen av enheten DBD.
Halvvågsdipol med en vinst på G = 0dBd (eftersom det är med deras egna förhållandet är förhållandet 1, ta logaritmen av nollvärden.) Vertikal fyra yuan array, är dess vinst om G = 8.15-2.15 = 6dBd.
1.3.4 Lobvinkel
Mönster oftast har flera lober, där den maximala strålningsintensiteten loben kallas huvudloben, kallas resten av sidolob eller lober sidolobema. Se figur 1.3.4a, vid båda sidor av huvudloben riktningen för maximal strålning, minskar strålningsintensiteten 3dB (halv effekttäthet) av vinkeln mellan två punkter definieras som halv effekt lobbredd (även känd som strålbredd eller halv- bredd för huvudloben eller power vinkel eller-3dB strålbredd, halv effekt lobvinkel hänvisade HPBW). Den smalare lobbredd, riktverkan bättre roll längre bort, desto starkare anti-inblandning förmåga. Det finns också en strålbredd, dvs 10dB strålbredd, tyder på att det är strålningsintensiteten mönstret minskar 10dB (ner till en tiondel av effekttätheten) av vinkeln mellan de två punkterna.
1.3.5 Första sidan Ratio
Riktning av figuren, som kallas förhållandet mellan den maximala främre och bakre fliken tillbaka förhållandet, betecknat med F / B. Större än tidigare, är antennen bakåt strålning (eller mottagning) är mindre. Tillbaka förhållandet F / B beräkningen är mycket enkel ------
F / B = 10Lg {(före effekttäthet) / (bakåt effekttäthet)}
Fram-och baksida av antennen förhållandet F / B när så begärs, det typiska värdet (18 ~ 30) dB, exceptionella omständigheter kräver upp till (35 ~ 40) dB.
1.3.6 antennförstärkningen vissa ungefärliga formeln
1), den smalare bredden för huvudloben för antennen, den högre förstärkningen. För allmän antenn kan dess förstärkning beräknas med följande formel:
G (dBi) = 10Lg {32000 / (2θ3dB, E × 2θ3dB, H)}
Där 2θ3dB, E respektive 2θ3dB, H i två antennstrålebredd för huvudplan;
32000 är ur upplevelsen av statistiska uppgifter.
2) För en parabolantenn, kan approximeras genom beräkning av förstärkning:
G (dBi) = 10Lg {4.5 × (D / X 0) 2}
Vari, D är diametern hos den paraboloid;
λ0 för centrumvåglängden;
4.5 av empiriska statistiska uppgifter.
3) för vertikal rundstrålande antenn, med ungefärlig formel
G (dBi) = 10Lg {2L / X0}
Om, L är antennens längd;
λ0 för centrumvåglängden;
Antenn

1.3.7 Övre sidolob undertryckande
För basstationens antenn, kräver ofta dess vertikala (dvs. höjden planet) riktning i figuren, toppen av den första sidoloben lob som svagare. Detta kallas den övre undertryckande sidoloben. Basstation betjänar mobiltelefonanvändare på marken, som pekar mot himlen strålningen är meningslöst.
1.3.8 Antenn nedåtlutning
För att göra huvudloben pekar på marken, placera antennen kräver måttlig deklination.
1.4.1 dubbel-polariserad antenn
Följande bild visar de andra två unipolära situationerna: +45 ° polarisering och -45 ° polarisering, de används endast vid speciella tillfällen. Således, totalt fyra enpolig, se nedan. Den vertikala och horisontella polarisationsantennen tillsammans två polarisationer, eller +45 ° polarisering och -45 ° polarisering av de två polarisationsantennen tillsammans, utgör en ny antenn --- Dubbla polariserade antenner.
Följande diagram visar två unipolär antenn monteras samman för att bilda ett par med dubbla polariserad antenn, notera att det finns två dubbla polariserad antenn kontakt.
Dual-polariserad antenn (eller emot) två rumsligt ömsesidigt rätvinkliga polarisation (vertikal) våg.
1.4.2 Polarisering förlust
Använd en vertikalt polariserad våg antenn med vertikal polarisering egenskaper för att ta emot, använd den horisontella polariserade vågen antenn med horisontell polarisation egenskap att ta emot. Använd en höger cirkulärt polariserad våg antenn höger cirkulär polarisering egenskaper för att ta emot, och att använda en vänsterhänt cirkulärt polariserad våg karaktäristiska LHCP antenn mottagning.
När den inkommande våg polarisationsriktningen för polarisationsriktningen för mottagarantennen matchar, kommer den mottagna signalen vara små, är att förekomsten av polarisations förluster. Till exempel: När en +45 ° polariserad antenn tar emot den vertikala polarisationen eller den horisontella polarisationen, eller, när den vertikalt polariserade antennpolarisationen eller -45 ° +45 ° polariserad våg, etc. fallet, För att generera polarisering förluster. En cirkulär-polarisering antenn som tar emot en linjärt polariserad planvåg, eller linjär polarisation antenn med antingen cirkulärt polariserade vågor, så situationen är det också oundvikligt förlust av polarisation kan ta emot inkommande vågor ------ hälften av den energi.
När polarisering riktning mottagarantennen till polariseringsriktning vågen är helt vinkelrät, till exempel, mottagarantennen horisontellt polariserad att vertikalt polariserade vågor eller högerhänt cirkulärt polariserad mottagarantenn LHCP Den inkommande vågen, kan antennen inte helt emot vågenergi, i vilket fall den maximala förlusten av polarisation, sade polarisering helt isolerade.
1.4.3 Polarisering Isolering
Ideal polarisering är inte helt isolerad. Matas till antennen till en polarisering signal hur mycket det kommer alltid att vara lite i en annan polariserad antenn visas. Till exempel, den dubbla polariserad antenn visas är ställ-ingången vertikal polarisationsantenn makt 10W, resultaten i en horisontell polarisationsantenn mäts vid utgången av uteffekten av 10mW.
1.5 antenningång Zin
Definition: antenn insignal spänning och signal nuvarande förhållande, känd som antenn ingångsimpedans. Rin har en resistiv komponent i ingångsimpedans och reaktanskomponent Xin, nämligen Zin = Rin + jXin. Reaktanskomponent av antennen kommer att minska förekomsten av signaleffekten från mataren till extraktion, så att den reaktiva komponenten är noll, det vill säga så långt som möjligt till antenningången impedans är rent resistiv. Faktum är att även konstruktion, felsökning mycket bra antenn, innehåller inimpedans också en liten total reaktans värden.
Ingångsimpedans av antennen struktur, storlek och driftvåglängden är halvvågsdipol antennen är den viktigaste grundläggande, ingångsimpedansen Zin = 73.1 + j42.5 (Europa). När längden förkortas (3-5)%, kan den elimineras där reaktanskomponent av antennen ingångsimpedansen är rent resistiv, då inimpedans Zin = 73.1 (Europa), (nominellt 75 ohm). Notera att strängt taget rent resistiv ingångsimpedans av antennen är exakt rätt i termer av frekvenspunkter.
Förresten, den halv-våg oscillator motsvarande ingångsimpedans en halvvågsdipol fyra gånger, dvs Zin = 280 (Europe), (nominella 300 ohm).
Intressant, för någon antenn, antennen impedans med människor felsökning alltid, det erforderliga operativa frekvensområdet, den imaginära delen av ingångsimpedans realdelen av små och mycket nära till 50 Ohm, så att antenningången Zin = Rin = 50 Ohm ------ antenn till mataren är i ett bra impedansmatchning nödvändigt.
1.6 antenn som arbetar frekvensområde (bandbredd)
Både sändarens antenn eller mottagning antenn, som alltid i ett visst frekvensområde (bandbredd) för det arbete, den antennens bandbredd, det finns två olika definitioner ------
Ett är medel: SWR ≤ 1.5 VSWR-förhållanden, antennens frekvensbandbredd;
En är medel: ned 3 db antennförstärkningen inom bandbredden.
I mobila kommunikationssystem är det vanligtvis definieras av den förra, specifikt är antennens bandbredd SWR SWR högst 1.5, den antenn som arbetar frekvensområdet.
Generellt den operativa bandbredden för varje frekvens punkt, det finns en skillnad i antennens prestanda, men prestanda nedbrytning orsakad av denna skillnad är acceptabelt.
1.7 mobil kommunikation basstationer används antenner, repeater antenn och inomhus antenn
1.7.1 panelantenn
Både GSM och CDMA är panelantenn ett av de mest använda klass av mycket viktig basstationsantenn. Denna antenn fördelar är: hög förstärkning, är Cirkelsektor mönster bra, efter det att ventilen är liten, lätt att styra vertikala mönster depression, pålitlig tätning prestanda och lång livslängd.
Panel Antenna är också ofta används som en användare repeater antenn, beroende på omfattningen av den roll Fan Zone storlek ska välja lämpliga antennmodeller.
1.7.1a basstationsantenn grundläggande tekniska indikatorer Exempel
Frekvensområde 824-960MHz
70MHz bandbredd
Gain 14 ~ 17dBi
Polarisering Vertikal
Nominell impedans 50Ohm
VSWR ≤ 1.4
Front / Back Ratio> 25dB
Tilt (justerbar) 3 ~ 8 °
Halveffekt balkbredd horisontell 60 ° ~ 120 ° vertikal 16 ° ~ 8 °
Vertikal plan undertryckning av sidoben <-12dB
Intermodulation ≤ 110dBm
1.7.1b bildning av höga gain panelantenn
A. med flera halvvågsdipol anordnade i en linjär uppsättning placeras vertikalt
B. I den linjära uppsättningen på ena sidan samt en reflektor (reflektor plattan för att föra två halvvågsdipol vertikal uppsättning som exempel)
Gain är G = 11 ~ 14dBi
C. För att förbättra antennförstärkningen Panelen kan vidare användas åtta halvvågsdipol rad array
Som nämnts, är de fyra halv-våg dipoler anordnade i en linjär grupp av vertikalt placerade vinst om 8dBi, sida plus en reflektorskivan kvartar linjär array, nämligen konventionell panel antenn, är vinsten om 14 ~ 17dBi .
Plus sidan finns en reflektor åtta yuan linjär grupp, dvs långsträckta plattliknande antenn är förstärkningen om 16 ~ 19dBi. Det är självklart, fördubblades långsträckta plattliknande antenn längd för konventionella platta antennen runt 2.4m.
1.7.2 High Gain Grid parabolantenn
Från kostnadseffektivt sätt, är det ofta används som ett rutnät parabolantenn repeater donator antenn. Som ett bra fokus parabolisk effekt, så paraboloid uppsättning radiokapacitet, 1.5m diameter parabolantenn av gallret-liknande, i megabyte bandet 900 kan förstärkningen nås G = 20dBi. Det är särskilt lämplig för punkt till punkt kommunikation, såsom det ofta används som en repeater donator antenn.
Parabolisk gallerliknande struktur som används, först, för att reducera vikten av antennen, den andra för att minska luftmotståndet.
Parabolisk antenn kan vanligtvis ges före och efter förhållandet av minst 30dB, som är den repeater system mot självexciterade och gjorde den mottagande antennen måste uppfylla de tekniska specifikationerna.
1.7.3 Yagi riktantenn
Yagi riktantenn med hög förstärkning, kompakt konstruktion, enkel att installera, billigt, osv. Därför är det särskilt lämpligt för punkt till punkt kommunikation, till exempel inomhus distributionssystem som är utanför den föredragna typen av antenn mottagarantennen.
Yagiantenn, ju mer antalet celler, ju högre förstärkning, vanligtvis 6-12 enhet riktad Yagiantenn, förstärkningen hos upp till 10-15dBi.
1.7.4 Indoor Tak Antenn
Inomhus tak antennen måste ha en kompakt struktur, vackert utseende, enkel installation.
Sett på marknaden idag inomhus tak antenn, forma många färger, men dess andel av den inre kärnan gjorde nästan alla samma. Den interna strukturen av detta tak antenn, även om storleken är liten, men eftersom den är baserad på teorin bredband antenn, användning av datorstödd design, och användningen av ett nätverk analysator för felsökning, kan det tillfredsställa arbetet i en mycket brett frekvensband VSWR-krav, i enlighet med nationella standarder, arbetar i ett bredbandsantennindex med stående vågförhållande VSWR ≤ 2. Naturligtvis för att uppnå bättre VSWR ≤ 1.5. Förresten, är inomhus tak antenn en låg-gain antenn, vanligen G = 2dBi.
1.7.5 Inomhus Wall Mount Antenna
Inomhus vägg antennen måste också ha en kompakt struktur, vackert utseende, enkel installation.
Sett på marknaden idag inomhus vägg antenn, form färg en hel del, men det gjorde den inre kärnan av aktien är nästan samma. Innerväggen konstruktionen av antennen, är luftdielektrikum typ mikrostripantenn. Som ett resultat av att bredda bandbredden extraantennen struktur, användning av datorstödd design, och användningen av ett nätverk analysator för felsökning, kan de bättre möta de krav som arbetet ställer på bredband. Förresten, har inomhus vägg antenn en viss vinst på ca G = 7dBi.
2 Några grundläggande begrepp inom vågutbredning
För närvarande GSM och CDMA mobil kommunikation som används band är:
GSM: 890-960MHz, 1710-1880MHz
CDMA: 806-896MHz
806-960MHz frekvensområdet för en FM-intervall, 1710 ~ 1880MHz frekvensområde är mikrovågsområdet.
Vågor av olika frekvenser, eller olika våglängder, dess flamspridning inte är identiska, eller ens väldigt annorlunda.
2.1 free-space Communication avstånd ekvation
Låt sändningseffekten PT, sändarantenn förstärkning GT, drift frekvensen f. Mottagna effekten PR, mottagande GR antennförstärkning, skicka och ta emot antenn avståndet är R, då radion miljön i frånvaro av störningar, radio vågutbredning förlust väg L0 har följande uttryck:
L0 (dB) = 10Lg (PT / PR)
= 32.45 + 20 LGF (MHz) + 20 LGR (km)-GT (dB)-GR (dB)
[Exempel] Låt: PT = 10W = 40dBmw, GR = GT = 7 (dBi), f = 1910MHz
Q: R = 500m tid, PR =?
Svar: (1) (dB) L0 beräknas
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 Beräkning
PR = PT / (107.807) = 10 (W) / (107.807) = 1 (μW) / (100.807)
= 1 (μW) / 6.412 = 0.156 (μW) = 156 (μW)
Förresten, 1.9GHz radio i penetration lagret av tegel, om förlust (10 ~ 15) dB
2.2 VHF och mikrovågsöverföring siktlinje
2.2.1 Den ultimata look i fjärran
FM särskild mikrovågsugn, hög frekvens, är våglängden kort, dess mark våg förfall snabbt, så lita inte på marken vågutbredning över långa avstånd. FM särskild mikrovågsugn, främst genom den rumsliga vågutbredning. Kortfattat, den rumsliga vågsområdet i den rumsliga riktningen för en våg som utbreder sig längs en rät linje. Uppenbarligen föreligger på grund av jordens krökning av rymden vågutbredning en gräns stirrande i fjärran Rmax. Titta på längst avstånd från det område, som traditionellt kallas belysning zonen, extrem distans Rmax titta utanför området då känt som det skuggade området. Utan att säga att språket, användningen av ultrakorta vågor, mikrovågsugn kommunikation, bör sändarantenn mottagande punkten faller inom gränserna för optisk räckvidd Rmax. Genom jordens krökningsradie, från utseendegränsen Rmax och sändande antenn och mottagande antennhöjd HT, förhållandet mellan HR: Rmax = 3.57 {√ HT (m) + √ HR (m)} (km)
Med hänsyn till den roll av atmosfärisk refraktion på radion, bör gränsen revideras för att titta i fjärran
Rmax = 4.12 {√ HT (m) + √ HR (m)} (km)
Antenn

Eftersom frekvensen av elektromagnetiska vågor är mycket lägre än frekvensen av ljusvågor, vågutbredning effektiv stirra in avståndet från Re Rmax titta runt gränsen 70%, dvs, Re = 0.7Rmax.
Till exempel, HT och HR respektive 49m och 1.7m, den effektiva optiska spektrum av Re = 24km.
2.3 vågutbredningsproblem egenskaper i planet på marken
Direkt bestrålas av den sändande antennen radiomottagning punkt kallas den direkta vågen, sändarantenn av radiovågor som avges pekar på marken, genom marken reflekterade vågen når den mottagande punkten kallas den reflekterade vågen. Det är uppenbart att den mottagna signalen vara placerat den direkta vågen och den reflekterade vågen syntes. Syntes av vågen inte som 1 + 1 = 2 så enkelt algebraiska summan av resultaten med syntetisk direkta vågen och den reflekterade vågen vägskillnaden mellan vågorna skiljer. Wave vägskillnaden är en udda multipel av en halv våglängd, den direkta vågen och den reflekterade vågen signalen, för att syntetisera den maximala, våg vägskillnaden är en multipel av våglängden, den direkta vågen och den reflekterade vågen signalen subtraktion, är syntes minimeras. Sett, närvaron av marken reflektion, så att den rumsliga fördelningen av signalintensiteten blir ganska komplex.
Faktisk mätpunkten: Ri av en viss sträcka, kommer signalstyrkan med ökande avstånd eller antennhöjd vara vågrörelse, Ri på ett visst avstånd, avståndet ökar med graden av minskning eller antenn, kommer signalstyrkan vara. Minskar monotont. Teoretisk beräkning ger Ri och antennhöjd HT, HR relation:
Ri = (4HTHR) / l, L är våglängden.
Det säger sig självt, måste Ri vara mindre än de gränsvärden stare i fjärran Rmax.
2.4 flervägsutbredning av radiovågor
I FM kommer mikrovågsbandet, radio i spridningen stöta på hinder (t.ex. byggnader, höga byggnader eller berg, etc) har en reflektion på radion. Därför finns det många att nå mottagarantennen reflekterad våg (i stort sett, marken reflekterade vågen också bör inkluderas), detta fenomen kallas flervägsutbredning.
På grund av fler-transmission, vilket gör den rumsliga fördelningen av signalen fältstyrkan blir ganska komplex, flyktig, förstärkt signalstyrka på vissa ställen, vissa lokala signalstyrka försvagas, även på grund av effekterna av flerväg överföring, men också att göra vågorna polarisationsriktningen förändras. Dessutom, olika hinder på radiovågor reflektion har olika kapacitet. Till exempel: armerad betong byggnader på FM, mikrovågsugn reflektionsförmåga starkare än en tegelvägg. Vi bör försöka att övervinna de negativa effekterna av flervägsutbredning effekter, vilket är i kommunikation som kräver hög nätverk kvalitet kommunikation, människor använder ofta rumsdiversitet eller polarisering tekniker mångfald skäl.
2.5 diffrakterad vågutbredning
Stött vid överföring av stora hinder, kommer vågorna utbreder runt hinder framåt, kallas ett fenomen diffraktionsegenskaper vågor. FM, mikrovågsugn hög frekvens våglängd, svag diffraktion, signalstyrkan på baksidan av en hög byggnad är liten, bildandet av så kallade "skugga." Graden av signalkvaliteten påverkas, inte bara relaterade till höjden och byggnaden, och den mottagande antennen på avståndet mellan byggnaden, utan även, och frekvens. Till exempel finns det en byggnad med en höjd av 10 meter, byggnaden bakom avstånd av 200 meter är den mottagna signalkvaliteten nästan opåverkad, men i 100 meter, minskade den mottagna signalen fältstyrkan än att utan byggnader betydligt. Notera att, som ovan sagt, den försvagade mån också med signalen frekvens, för 216 till 223 MHz RF-signal, den mottagna signalen fältstyrkan än att utan byggnader låg 16dB, för 670 MHz RF-signal, den mottagna signalen fältet Inga byggnader lågintensiv ratio 20dB. Om byggnaden höjd till 50 m, därefter på ett avstånd av mindre än 1000 meter av byggnader kommer fältstyrkan hos den mottagna signalen att påverkas och försvagas. Det är, ju högre frekvens, desto högre byggnaden, desto mer mottagarantennen nära byggnaden, signalstyrka och den högre graden av kommunikation kvalitet påverkas, tvärtom, ju lägre frekvens, desto mer låga byggnader, längre mottagarantenn , Effekten är mindre.
Därför väljer en plats basstation och inrätta en antenn, se till att ta in förökning konto diffraktionseffekter eventuella negativa effekter, noterade diffraktion förökning från en rad olika faktorer påverkar.
Tre överföringsledningar några grundläggande begrepp
Anslut antennen och sändaren utgång (eller mottagarens ingång) kabel kallas överföringsledning eller matare. Huvuduppgiften för överföringsledningen är att effektivt överföra signalenergi, därför bör den kunna skicka ut kraften sändarsignalen med minimal förlust till ingången hos den sändande antennen, eller antennen mottagna signalen sänds med minimal förlust till mottagaren ingångar, och det bör inte själv herrelösa interferenssignaler plockas upp eller så, kräver kraftledningar måste skärmas.
Förresten, när den fysiska längden hos överföringsledningen är lika med eller större än våglängden för den sända signalen, är transmissionsledningen också kallas långt.
3.1 typ av överföringsledning
FM-överföring linjesegment är i allmänhet två typer: parallelltråd överföringsledningar och koaxialöverföringsledning, mikrovågsbandet kraftledningar är koaxialkabel kraftledningen, vågledare och mikroband. Parallell tråd transmissionsledning bildad av två parallella trådar som är symmetriska eller balanserade överföringsledningen, denna matare förlust, kan inte användas för UHF-bandet. Koaxialöverföringsledning två trådar skyddades kärntråd och kopparnät, kopparnät marken eftersom, två ledare och jord asymmetri, så kallad asymmetrisk eller obalanserade överföringsledningar. Coax operativt frekvensområde, låg förlust, tillsammans med en viss elektrostatisk skärmning effekt, men störningen av magnetfältet är kraftlös. Undvik att använda med starka strömmar parallellt med linjen, kan linjen inte vara nära den lågfrekventa signalen.
3.2 Den karakteristiska impedansen för transmissionsledningen
Runt en oändligt lång överföringsledning spänning och ström förhållande definieras som överföringsledningen karakteristiska impedansen, representerar Z0 en. Den karakteristiska impedansen hos den koaxiala kabeln beräknas som
Z. = [60 / √ εr] × Logg (D / d) [Euro].
Vari, är D den inre diametern hos koaxialkabeln yttre ledaren kopparnät, d av kabeln tråddiameter;
εr är den relativa dielektriken mellan ledarnas permittivitet.
Typiskt Z0 = 50 Ohm, där Z0 = 75 ohm.
Det är uppenbart från ovanstående ekvation, den karakteristiska impedansen hos matarledarna endast med diametern D och d, och den dielektriska konstanten e mellan ledarna, men inte med matarlängden, frekvensen och matarterminalen oavsett ansluten belastningsimpedans.
3.3 feeder dämpningskoefficienten
Feeder i signalöverföringen, utöver de resistiva förlusterna i ledaren, den dielektriska förlusten av det isolerande materialet där. Både förlust med ökningar ledningslängd samt operativa frekvensen ökar. Därför bör vi försöka förkorta rationella längdfördelning feeder.
Enhetslängd på storleken på förlusten genererad av dämpningskoefficienten ß uttryckt i enheter av dB / m (dB / m), kabelteknologi de flesta av instruktionerna på enheten med dB / 100m (db / hundra meter).
Låt ineffekt till mataren P1, från längden av L (m) uteffekten hos mataren är P2 kan transmissionsförlusten TL uttryckas som:
TL = 10 × Lg (Pl / P1) (dB)
Dämpning koefficient
p = TL / L (dB / m)
Till exempel kan NOKIA7 / 8 英寸 låg kabel, 900MHz dämpningskoefficient β = 4.1dB / 100m skrivas som β = 3dB / 73m, det vill säga signaleffekten vid 900MHz, var och en genom denna kabellängd 73m , Makten till mindre än hälften.
Den vanliga icke-låga kabeln, till exempel SYV-9-50-1, 900MHz dämpningskoefficient β = 20.1dB / 100m, kan skrivas som β = 3dB / 15m, det vill säga en frekvens på 900MHz signaleffekt, Efter varje 15m länge denna kabel, kommer strömmen att halveras!
3.4 Matchande Concept
Vad är matchen? Enkelt uttryckt, ledningsterminalen ansluten till belastningsimpedansen ZL är lika med den karakteristiska impedansen Z0 feeder, är ledningsterminalen kallas en matchande anslutning. Match, det finns bara överförs till mataren plintbelastning incident, och ingen last alstras av terminalen i den reflekterade vågen, därför, till antennen belastningen som en terminal, se till att antennen matchning för att erhålla all signaleffekt. Som framgår nedan, samma dag när linjen impedans 50 ohm och med en 50 ohms kablar matchas, och den dag när linjen impedans 80 ohm och med en 50 ohms kablar är inkompatibla.
Om tjockare diameter antennelement, antenningången impedans kontra frekvens är liten, lätt att underhålla match och feeder, sedan antennen på ett brett utbud av operativsystem frekvenser. Tvärtom är det smalare.
I praktiken kommer ingångsimpedansen för antennen att påverkas av de omgivande föremål. För att göra en bra match med antennmataren, kommer också att krävas i uppförandet av antennen genom att mäta, lämpliga justeringar av den lokala strukturen av antennen, eller lägga till matchande enhet.
3.5 Return Loss
Som nämnts, när mataren och antennen matchning är mataren inte reflekterade vågor, bara händelsen, som överförs till mataren vandringsvågen antenn. Vid denna tidpunkt, mataren spänningsamplituden hela den nuvarande amplituden är lika, är impedansen hos mataren vid någon punkt är lika med dess karakteristiska impedans.
Och antennen och mataren inte matchar antennens impedans inte är lika med den karaktäristiska impedansen hos mataren, kan mataren belastningen absorbera endast den högfrekventa energi på den del av transmissionen, och kan inte absorbera allt av den del av energin absorberas inte kommer att reflekteras tillbaka för att bilda reflekterade vågen.
Till exempel, i figuren, eftersom impedansen hos antennen och mataren typ, en 75-ohm, en 50 ohm impedans obalans, är resultatet
3.6 VSWR
Vid obalans, mataren samtidigt infallande och reflekterade vågor. Fas av infallande och reflekterade vågorna på samma ställe, spänningsamplituden av den maximala spänningsamplituden summan Vmax, bildar antinoderna, infallande och reflekterade vågor i motsatt fas i förhållande till den lokala spänningsamplituden reduceras till ett minimum spänningsamplituden Vmin, bildandet av noden. Övriga amplitud för varje punkt är mellan antinoderna och noden mellan. Denna syntetiska vågen kallas en rad stående.
Reflekterade vågen spänning och förhållandet kallas den infallande spänningsamplituden reflektionskoefficienten, betecknat med R
Reflekterad vågsamplitud (ZL-Z0)
R = ─ ─ ─ ─ ─ = ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─
Infallande vågsamplitud (ZL + Z0)
Antinod amplitud spänningsnoden spänning stående våg som förhållandet, även kallad spänningsförhållande stående våg, betecknad VSWR
Spänningsamplituden antinod Vmax (1 + R)
VSWR = ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ = ─ ─ ─ ─
Den grad av konvergens nodspänningen Vmin (1-R)
Avslutande ZL lastimpedans och den karakteristiska impedansen Z0 närmare, är reflektionskoefficienten R mindre, är VSWR närmare 1, desto bättre match.
3.7 balansanordning
Källan eller lasten eller kraftledning, baserat på deras förhållande till marken, kan delas in i två typer av balanserad och obalanserad.
Om signalkällan och jordspänningen mellan båda ändarna av lika motsatt polaritet, kallas balanserad signalkälla, annars känd som den obalanserade signalkälla, om belastningsspänningen mellan båda ändarna av marken lika och motsatt polaritet, kallas lastbalansering, annars känd som obalanserad belastning; om kraftledningen impedansen mellan de två ledarna och jorda samma, det kallas balanserad överföringsledning, annars obalanserad transmissionsledning.
I obalanserad last obalansen mellan signalkälla och koaxialkabel bör användas i balansen mellan signalkälla och lastbalansering bör användas för att ansluta parallella linjer tråd transmission, för att effektivt kunna överföra signaleffekt, annars balanserar ej eller balansen kommer att förstöras och kan inte fungera ordentligt. Om vi ​​vill balansera lastobalanserad överföringsledning och ansluten, är det vanliga sättet att installera mellan korn "balanserad - obalanserad" omvandlingsanordning, vanligen kallad balun.
3.7.1 Våglängd Baluns halv
Även känd som den "U" -formade rörbalansen, som används för att balansera lastens obalanserade matarkoaxialkabel med en halvvågs dipolanslutning mellan. "U" -format rör finns en 1: 4 balunimpedans-transformationseffekt. Mobilt kommunikationssystem som använder koaxialkabel impedans kabel egenskap är typiskt 50 i Europa, så i YAGI antenn, med användning av en halvvågsdipol ekvivalent med impedansen justering 200 Euro eller så, för att uppnå den ultimata och huvudmatningsspår impedans 50 ohms koaxialkabel .
3.7.2 fjärdedels våglängd balanserad - obalanserad apparat
Använda kvartsvåglängd överföringsledning uppsägning krets öppen karaktär högfrekventa antenn för att uppnå en balanserad ingång och utgång av den koaxiala mataren balansen mellan obalanserad - obalanserad omvandling.

Leverans

A) Polarisering: antenn avger elektromagnetiska vågor kan användas för vertikal polarisation eller horisontell polarisation. När störningen antennen (eller sändande antenn) och känslig utrustning antenn (eller mottagande antenn) samma polarisation egenskaper, strålningskänsliga anordningar i den inducerade spänningen som alstras vid ingången starkast.
2) Riktning: utrymme i alla riktningar mot störningskällan utstrålade elektromagnetiska störningar eller känslig utrustning får från alla riktningar elektromagnetiska störningar förmåga är annorlunda. Beskriv strålning eller mottagning parametrar av nämnda riktningsegenskaper.
3) polar plot: Antenn Den viktigaste funktionen är dess strålning mönster eller polära diagram. Antenn Polardiagram strålar från en annan vinkel riktningar av makt eller fält som bildas styrka diagram
4) Antenngain: antenndirektivitet Antennstyrka förstärkning G uttryck. G i endera riktningen förlusten av antennen, är antennen strålningseffekten något mindre än ineffekten
5) Ömsesidighet: mottagarantennen polardiagram liknar sändarantennen polärdiagram. Därför är sandar-och mottagarantenner ingen fundamental skillnad, men ibland inte ömsesidig.
6) Efterlevnad: adherence antenn frekvenser, kan bandet i sin design effektivt arbeta i utsidan av denna frekvens är ineffektivt. Olika former och strukturer i frekvensen av elektromagnetiska våg som tas emot av antennen är olika.
Antenn används flitigt i radio affärer. Elektromagnetisk kompatibilitet, antennen huvudsakligen används som mätning av elektromagnetisk strålning sensorer, är elektromagnetiskt fält omvandlas till en växelspänning. Sedan de elektromagnetiska värden fältstyrkenivåer erhålls antenn faktor. Därför EMC mätning i antenner, antenn faktor krävs högre precision, bra parametrar stabilitet, men bredare band antenn.
3, antennen faktor
Är den uppmätta fältstyrkan värden antenn mätt med mottagarens antenn utgång spänningsförhållande. Elektromagnetisk kompatibilitet och dess uttryck är: AF = E / V
Logaritmisk representation: dBAF = DBE-dBV
AF (dB / m) = E (dBμv / m) -V (dBμv)
E (dBμv/m) = V (dBμv) AF (dB/m)
Var: E - antennfältstyrka, i enheter av dBμv / m
V - spänningen vid antennporten, enheten är dBμv
AF-antenn faktor, i enheter om dB / m.
Antenn faktor AF bör ges när antennen fabrik och kalibreras regelbundet. Antenn faktor som anges i handboken, är i allmänhet i det bortre fältet, icke-reflekterande, och 50 ohm mätt under.