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一、天线的基本概念 1、什么是天线？ 发射和接收电磁波 2、天线的工作频率范围（带宽） 一一种是天线增益下降三分贝的频带宽度； 一种是在规定的驻波比下天线的工作频带带宽。在移动他通信系统中是按照后一种定义的，具体的就是当天线的输入驻波比≤1.5时，天线的工作带宽。 当天线的工作波长不是最佳时天线性能要下降，当天线在工作频带内，天线性能下降不多，任然是可以接受的。 3、天线的极化 电场方向就是电波的极化方向。如果电场方向垂直于地面，称之为垂直极化波；如果电场方向平行于地面，称它为水平极化波。 天线辐射的电磁场的电场方向就是天线的极化方向。 两种相互垂直的极化波是相互隔离的，称之为交叉极化隔离。垂直极化发，水平极化是收不到的。 圆极化可以接收到发射的任何线极化波。左旋圆极化和右旋圆极化的传播方向不一样。 圆极化是两个正交的极化进行90°移相（波长/4）合成。 线极化波遇到物体反射不会改变极化形式只会改变相位。 圆极化遇到物体反射旋向会发生变化。 双极化天线，两个天线为一个整体，传输两个独立的波。 4、天线的辐射方向性 方向图可用来说明天线在各个方向上具有的发射或接收电磁波的能力。 全向天线和定向天线 一个单一的对称振子天线具有面包圈的方向图，在地平面为了把信号集中到所需要的地方，要求把面包圈压成扁平的；对称振子组阵能够控制辐射，能够构成扁平的面包圈。假设一个振子在接收机中有1mW，在4个振子的阵列中就有4mW功率，增益等于=10log（4mW/1mW）=6dBd 5、天线的波束宽度 主瓣 副瓣 主瓣两半功率点间的夹角定义为天线方向图的波瓣宽度。称为半功率角瓣宽。主瓣角瓣宽越窄，则方向性越好，扛干扰能力越强。 除了半功率（3dB）瓣宽，还有10dB瓣宽、15dB瓣宽等，特定情况才会考虑。 天线最重要的两个指标，一个是波瓣宽度一个是增益。这两个是一个矛盾的问题。 6、天线的增益 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所产生的场强的平方之比，即功率之比。增益一般与天线方向图有关，方向图主瓣越窄，后瓣副瓣越小，增益越高。 根据波束宽度估算增益公式： 当旁瓣电平及前后比正常的情况下，可用下式近似表示：
（分母是E面波束宽度乘以H面波束宽度） 反射面天线，则由于有效照射效率因素的影响：
天线的机械参数通常有天线的口径（辐射的有效面积），口径越大，增益越大，体积越大，波束宽度越窄。 增益还一定要考虑馈源的损耗。 7、天线的副瓣 不同的天线对旁瓣的要求不同。大口径天线，通信天线，气象雷达天线要求低旁瓣；宽波束天线，喇叭天线旁瓣一般都很高。 上旁瓣抑制 下旁瓣抑制 8、天线的前后比 在通信天线中提的比较多。 前后瓣最大电平称为前后比。它越大，天线的定向接收性能就越好。基本半波振子天线的前后比为1，所以对来自振子前后的相同信号电波具有相同的接收能力。 以dB表示前后比=10log（前向功率/反向功率） 典型值为25dB左右。目的是有一个尽可能小的反向功率。 9、天线的阻抗 传输线的特性阻抗f 反射系数、驻波系数与回波损耗 发射和接收天线对驻波系数的要求不同：发射天线需要驻波系数非常小，因为发射天线一般都是大功率信号反射会对发射机造成损坏，而接收天线都是小信号不会到接收机，所以驻波系数要求不高。 目的：使馈线和天线阻抗匹配，使得馈线只有入射波没有反射波（或反射波很小） 反射系数=反射波幅度/入射波幅度=（ZL-Z0）/（ZL+Z0） 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小值=（1+反射系数）/（1-反射系数） 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1，匹配也就越好。 10、特殊天线的特殊参数 圆极化天线的轴比：瞬时电场长轴短轴之比。 轴比=1是圆极化，轴比不大于3dB的带宽，定义为3dB带宽。 实际的天线轴比测试: 1，待测天线不动，用一个线极化天线旋转发射，旋转速度远大于天线测试转台转速，测出的方向图读每个角度的幅度差即可 2，待测天线不动，用一个线极化天线发射两次正交极化的信号，将接收到的幅度、相位用公式计算 一般情况下，都用第一种方法，第二种方法只是检验 实际天线轴比测试都是用第一种方法，通常测出来的轴比都比真实值略大0-1dB左右，用两个正交线极化旋转获得的电平就是轴比 第二种方法还是比较准的，只不过要保证幅相采集一致性 全向天线的方向图圆度：评估全向天线均匀覆盖效果的指标。仅需考察水平面方向图的圆度。评估举例：指标为±1dB，所有频点都需要优于该指标。 单脉冲跟踪天线的零深
补充： 电下倾角度：通过电子调节的方式优化下倾角。最大辐射指向与天线法线的夹角。 下零点填充：通常高于100米的天线会采用零点填充。有零点填充的天线会将这个夹角弥补一下，来解决覆盖的盲区，向下的第一副瓣和主瓣之间的夹角填充后能够解决部分塔下黑的问题。 |
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