江西測試板卡天線設(shè)計

作為接收和發(fā)送移動信號的主要裝置，天線需要具備接收與自己有關(guān)的信號，而不能接收無關(guān)的信號的特性，同時天線還要把信號發(fā)送到特定的方向上，實現(xiàn)特定的覆蓋的特點，同時不同的地點需要達(dá)到不同的覆蓋要求，這些都與天線的以下基礎(chǔ)知識有關(guān):

天線輸入端信號電壓與信號電流之比，稱為天線的特性阻抗，天線的特性阻抗與天線的結(jié)構(gòu)、尺寸以及工作波長有關(guān)，當(dāng)天線完成后，其阻抗已經(jīng)決定，同樣饋線也有阻抗，饋線的阻抗是指傳輸線上各處的電壓與電流的比值，饋線特性阻抗只與導(dǎo)體直徑D和d以及導(dǎo)體間介質(zhì)的介電常數(shù)εr有關(guān)，而與饋線長短、工作頻率以及饋線終端所接負(fù)載阻抗無關(guān)。研究阻抗的目的，是為了測試饋線與天線是否匹配，即，當(dāng)天線與饋線的特性阻抗相等時，我們稱它們互相匹配，反之，我們稱它們?yōu)椴黄ヅ?，如圖5所示。當(dāng)匹配時，從饋線輸出的信號被很好地傳遞到天線，當(dāng)不匹配時，來自于饋線的信號部分被反射回去，也就是常說的駐波比偏大。 天線的極化方式可以是垂直極化或水平極化。江西測試板卡天線設(shè)計

天線的設(shè)計和制造過程中需要考慮以下因素：頻率范圍：根據(jù)天線的使用場景和應(yīng)用需求確定頻率范圍，以確保天線能夠在所需的頻率范圍內(nèi)工作。增益和方向性：根據(jù)通信距離和信號強(qiáng)度要求，確定天線的增益和方向性。增益越高，天線的接收和發(fā)送距離越遠(yuǎn)，但方向性也會增加。阻抗匹配：天線的輸入阻抗應(yīng)與傳輸線或無線電設(shè)備的輸出阻抗匹配。帶寬：天線的帶寬決定了天線能夠接收和發(fā)送的頻率范圍。較寬的帶寬可以支持更多的頻率。效率：天線的效率是指天線將輸入功率轉(zhuǎn)換為輻射功率的能力。高效率的天線可以減少能量損耗并提高信號傳輸質(zhì)量。 江西測試板卡天線測試設(shè)備天線是一種用于接收或發(fā)送無線電信號的裝置。

    天線的輻射場由電場和磁場組成，這些場總是成直角，電場決定了波的偏振方向。當(dāng)一個線天線從經(jīng)過的無線電波中提取能量時，當(dāng)天線方向與電場方向相同時，會產(chǎn)生比較大的電場。電場的振蕩可以是單向的(線性極化)，或者電場的振蕩方向可以隨波的傳播而旋轉(zhuǎn)(圓極化或橢圓極化).垂直和水平安裝的接收天線分別接收垂直和水平極化波。由于天線無法接收極化不同的信號，因此，極化的變化會導(dǎo)致接收到的信號電平發(fā)生變化。主要采用兩種極化面:在垂直極化波中，電場方向是垂直的。在水平極化波中，電場方向是水平的。線性極化可以接收所有平面的信號，但除了兩個極化正交的情況。當(dāng)用一個單線天線來接收無線電波時·當(dāng)電場方向一致時接收天線接收到的能量比較大，因此垂直的天線用于高效接收垂直極化波,水平的天線用于接收水平極化波。圓極化圓極化是指每一次射頻能量循環(huán)時，電場都會360度旋轉(zhuǎn)。圓極化是由兩個90°移相接收器和兩個同時移動90°的平面極化天線引起的。由于波的強(qiáng)度通常用電場強(qiáng)度[伏特、毫伏或每米微伏)來測量，所以選擇電場作為參考場。在某些情況下，電場的方向不保持恒定。因此，波在空間中傳播時，磁場也隨之旋轉(zhuǎn)。在這些條件下·場的水平分量和垂直分量都存在。

    GPS就是通過接受衛(wèi)星信號,進(jìn)行定位或者導(dǎo)航的終端。而接受信號就必須用到天線,GPS衛(wèi)星信號分為L1和L2,頻率分別為。信號強(qiáng)度為-125~-130dBm左右,屬于比較弱的信號。這些特點決定了要為GPS信號的接受準(zhǔn)備專門的天線。

絕大部分GPS天線為右旋極化陶瓷介質(zhì),其組成部分為陶瓷天線、低音信號模塊、線纜、接頭。其中陶瓷天線也叫無源天線、介質(zhì)天線、PATCH,它是GPS天線的he心技術(shù)所在。一個GPS天線的信號接受能力,大部分取決與其陶瓷部分的成分配料如何。低噪聲信號模塊也稱為LNA,是將信號進(jìn)行放大和濾波的部分。其元器件選擇也很重要,否則會加大GPS信號的反射損耗,以及造成噪音過大。線纜的選擇也要以降低反射為標(biāo)準(zhǔn),保證阻抗的匹配。 天線的天線選擇還需要考慮天線的耐候性和耐久性等因素。

    ArrayAntenna的元件數(shù)目與天線增益有一個共通的特性，那就是天線增益的增加量會隨著元件數(shù)目增多而減少。通常元件數(shù)目在6個元件以內(nèi)，每增加一個元件，天線增益都能有明顯的增加，然后增量漸趨緩慢。例如單一個Dipole為0dBD，兩個元件的Yagi略小于3dBD，六元件約為，12元件約為12dBD，所以Yagi天線的增益到了實際製作的極限后(天線長度增加所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)、架設(shè)、旋轉(zhuǎn)半徑、風(fēng)阻等問題)，要在同一支天線上明顯的增加增益便顯得相當(dāng)?shù)睦щy(例如天線長度為5入約可達(dá)到15BD，若要再增加2dB則天線長度大約要增加到8入)。此時增加天線增益***的方法就是再做相同的天線將其堆疊使用，通常2支Yagi天線堆疊可以比單一支相同的Yagi天線增加2~3dB。相同的，隨著堆疊數(shù)量的增多，增益的增加量也是漸趨緩慢。就業(yè)馀通信而言,將4支天線堆疊起來大概算是投資報酬比的極限了,如果是為了EME(EarthtoMoomtoEarth)通信，大概也很少超過16支天線的堆疊。 天線的頻率范圍可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。江蘇極化方式天線校準(zhǔn)

天線的天線帶寬決定了它可以接收或發(fā)送的信號頻率范圍。江西測試板卡天線設(shè)計

移動通訊常用的天線

板狀天線

無論是GSM還是CDMA，板狀天線是用得**為普遍的一類極為重要的基站天線。這種天線的優(yōu)點是:增益高、扇形區(qū)方向圖好、后瓣小、垂直面方向圖俯角控制方便、密封性能可靠以及使用壽命長。板狀天線也常常被用作為直放站的用戶天線

高增益柵狀拋物面天線

從性能價格比出發(fā)，人們常常選用柵狀拋物面天線作為直放站施主天線。由于拋物面具有良好的聚焦作用，所以拋物面天線集射能力強(qiáng)，直徑為1.5m的柵狀拋物面天線，在900兆頻段，其增益即可達(dá)G=20dB.它特別適用于點對點的通信，例如它常常被選用為直放站的施主天線。拋物面采用柵狀結(jié)構(gòu)，一是為了減輕天線的重量，二是為了減少風(fēng)的阻力。拋物面天線一般都能給出不低于30dB的前后比，這也正是直放站系統(tǒng)防自激而對接收天線所提出的必須滿足的技術(shù)指標(biāo)。

八木定向天線

八木定向天線，具有增益較高、結(jié)構(gòu)輕巧、架設(shè)方便、價格便宜等優(yōu)點。因此，它特別適用于點對點的通信，例如它是室內(nèi)分布系統(tǒng)的室外接收天線的優(yōu)先天線類型。八木定向天線的單元數(shù)越多，其增益越高，通常采用6~12單元的八木定向天線，其增益可達(dá)10~15dB。 江西測試板卡天線設(shè)計