一:天线的传播原理
说到天线的一个传播原理,我们可以画一个图来进行解释:从图里我们可以看到,一根导线,当它载有交变的电流时,就会形成一个辐射的电磁波。当然,导线的辐射能力与其长短及形状有一定的关系。如图所示:当两个导线的距离很近时,形成的电场就会被束缚在两根导线之间,所以辐射就会相对微弱;慢慢地将两根导线张开,形成的电场就会散播在周围空间,因而辐射能力增强了。当导线的长度远小于辐射出来的电磁波波长时,辐射就很微弱。
当然,如果当导线的长度与辐射的电磁波波长相比拟时,导线上的电流就会大大增加,形成较强的辐射。一般,像图上产生显著辐射的直导线一般就称为振子,振子就是一个很简单的天线。
平时生活中,我们设备电磁波的发射信号和接收信号都是需要通过天线的传播来实现。
发射电磁波时:设备上的天线就会将电路中的高频电流以及一些馈电传输线上的波信号有效地转换成某种极化的空间电磁波,让它们向着规定的方向将信号发射出去。
接收电磁波时:同样设备端的天线将来自空间特定方向的某种极化的电磁波有效地转换为电路中的高频电流或传输线上的波信号,正好是发射端相反。
所以,通过上面可以解释清楚,一般天线都是具有可逆性的,即同一副天线既可用作发射天线,也可用作接收天线。而且同一天线作为发射或接收的基本特性参数是相同的。这就是天线的互易定理。
二:天线的指标:
平时生活中,有时候我们会发现天线的长度以及方向和我们所熟悉的收音机,电视的接收效果有某种相似的联系,并且实际上我们有意无意对收音机或电视天线的转动,拉伸,改变了天线的参数,影响了对电磁波的接收。就比如我们电视有时候信号差,电视视频画面模糊卡顿时,我们就拍一拍电视,扭一扭天线,电视画面就会变好一个原理。天线的发送接收效果的好坏与天线的一些特定参数密切相关,下面我们介绍天线的一些基本参数。
1:工作频段
天线往往是在一个特定的频率范围(频带宽度)内工作,一般往往取决于设备所需工作范围的要求。而满足指标要求所处的频率范围即为天线的工作频率。当然,各种天线的材料,样式不同,天线的工作频段也不一样,所以往往在设备的运用中,选择一款合适频段的天线就至关重要了。
2:极化方式
所谓天线的极化就是指天线在辐射时时形成的电场强度的方向。当电场强度方向垂直于地面的时候,此电波就称为垂直极化波;当电场强度方向平行于地面时,此电波就称为水平极化波。
而双极化天线是由极化彼此正交的两根天线的封装在同一天线罩中组成的。由于性能原因,两根天线往往采用±45度的极化方式。
3:阻抗
对于一般的线天线来说,天线输入端的电压与电流的比值我们便称为天线的输入阻抗。而对于面天线来讲,常用馈线上电压驻波比来表示天线的阻抗特性。同样,选择合适的馈线和阻抗匹配器,保证天线的输入阻抗与馈线的特性阻抗匹配,使输入天线或从天线输出的功率最大,可以影响天线传播效果的一个重要参数。
4:增益
天线增益一般是指: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。增益与天线方向图有着密切的关系,方向图主瓣越窄,副瓣越小,增益往往就越高。而天线增益是用来衡量天线朝一个特定方向辐射电磁波的能力。所以需要注意的是天线本身是不增加所辐射信号的能量的,它只是通过天线振子的组合并改变其馈电方式把能量集中到某一个方向。
5:驻波比
天线驻波比是表示天馈线与基站匹配程度的指标。它的产生是由于入射波能量传输到天线输入端后未被全部辐射出去,产生反射波,叠加而成的。此外天线指标还需要关注天线的下倾方式,以及端口数,接头,馈线等。
以上便是对天线的一个概括介绍,相信读者读完后会对天线已经已经有了一个初步的认识和了解,其实天线这门学问是非常深奥的,需要我们投入大量时间区深入了解学习,才能掌握住它,希望这篇文章能对开始学天线对天线感兴趣的读者有所帮助。