華南儀器天線導(dǎo)航

    天線的作用是將射頻信號(hào)發(fā)射到自由空間，這時(shí)候選擇合適的天線對(duì)于傳輸距離就有很大的影響。天線對(duì)周圍環(huán)境很敏感，很多情況下會(huì)出現(xiàn)即使選擇了合適的天線，也達(dá)不到預(yù)期的效果。由于有些客戶對(duì)天線設(shè)計(jì)需要考慮的因素不清楚，這里我們給出在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中的一些經(jīng)驗(yàn)，便于客戶更好地設(shè)計(jì)出自己的電路與PCB，增加項(xiàng)目的成功機(jī)會(huì)。一、匹配電路設(shè)計(jì)在原理圖設(shè)計(jì)時(shí)，需要在天線與模塊射頻輸出管腳預(yù)留一個(gè)π型網(wǎng)絡(luò)。天線的阻抗受PCB的鋪地、天線的安裝以及周圍的金屬等因素影響，預(yù)留這個(gè)網(wǎng)絡(luò)是為了在天線嚴(yán)重偏離50歐姆阻抗時(shí)，將其匹配至50歐姆。X1，X2，X3都是電抗元件，如果天線是標(biāo)準(zhǔn)的50歐姆阻抗，那么X2，X3可以不焊接，X1接220PF電容或者0歐姆電阻。在PCB設(shè)計(jì)時(shí)，這三個(gè)器件已經(jīng)盡量靠近模塊的射頻輸出腳，并且連接的傳輸線短且直。匹配元件的周圍，以減少寄生參數(shù)對(duì)匹配電路的影響。 天線的天線選擇還需要考慮天線的安裝和維護(hù)的便利性。華南儀器天線導(dǎo)航

在天線輻射過程中，勢必有部分信號(hào)從天線所覆蓋的反向泄露出來，***形成的方向圖如圖8所示。在此，前后主瓣的功率之比被定義為前后比(Front-Back Ratio)，記為F/B，前后比F/B的計(jì)算公式:F/B=10Lg{(前向功率密度)/(后向功率密度)}，前后比越大，天線的后向輻射(或接收)越小。對(duì)天線的前后比F/B有要求時(shí)，其典型值為(18~30)dB，特殊情況下則要求達(dá)(35~40)dB。選用前后比低的天線，天線的后瓣有可能產(chǎn)生越區(qū)覆蓋，導(dǎo)致切換關(guān)系混亂，產(chǎn)生掉話。一般在25-30dB之間，應(yīng)優(yōu)先選用前后比為30的天線。西安引腳天線功分器天線的天線方向圖描述了天線在不同方向上的輻射模式。

    所謂機(jī)械天線，即指使用手動(dòng)方式調(diào)整下傾角度的移動(dòng)天線。機(jī)械天線與地面垂直安裝好以后，如果因網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的要求，需要調(diào)整天線背面支架的位置改變天線的傾角來實(shí)現(xiàn)。在調(diào)整過程中，雖然天線主瓣方向的覆蓋距離明顯變化，但天線垂直分量和水平分量的幅值不變，所以天線方向圖容易變形。實(shí)踐證明:機(jī)械天線的比較好下傾角度為1°-5°;當(dāng)下傾角度在5°-10°變化時(shí)，其天線方向圖稍有變形但變化不大;當(dāng)下傾角度在10°-15°變化時(shí)，其天線方向圖變化較大;當(dāng)機(jī)械天線下傾15°后，天線方向圖形狀改變很大，從沒有下傾時(shí)的鴨梨形變?yōu)榧忓N形，這時(shí)雖然主瓣方向覆蓋距離明顯縮短，但是整個(gè)天線方向圖不是都在本基站扇區(qū)內(nèi)，在相鄰基站扇區(qū)內(nèi)也會(huì)收到該基站的信號(hào)，從而造成嚴(yán)重的系統(tǒng)內(nèi)干擾。另外，在日常維護(hù)中，如果要調(diào)整機(jī)械天線下傾角度，需要關(guān)閉整個(gè)系統(tǒng)，否則會(huì)給正在該系統(tǒng)下通信的用戶造成影響;機(jī)械天線調(diào)整天線下傾角度非常麻煩，一般需要維護(hù)人員爬到天線安放處進(jìn)行調(diào)整。

對(duì)一支諧振的天線而言，它的電抗為0所以可以把它視為純電阻，因此當(dāng)天線并聯(lián)堆疊的時(shí)候，整個(gè)阻抗就好像電阻并聯(lián)一樣，例如兩個(gè)阻抗為50Ω的天線并聯(lián)時(shí)，它的阻抗就會(huì)變?yōu)?5Ω，因此就需要匹配電路來和無線電機(jī)的輸出入端獲得匹配。在堆疊天線時(shí)**常用的方式是利用一段14入的同軸電纜來形成所謂QSection(OuarterWaveTransformer)，由此可知，當(dāng)我們并聯(lián)兩支天線的時(shí)候，我們是希望T形接頭的兩側(cè)為100Ω(并聯(lián)以后剛好是50Ω)，而天線的阻抗為50Ω，經(jīng)過計(jì)算必須使用75Ω的同軸電纜來形成QSection。在堆疊四支天線的時(shí)候，我們可以再用QSection的方法來達(dá)成阻抗匹配，有趣的是這時(shí)候QMatch所需的同軸電纜為50Ω，同理，16支天線堆疊所需的同軸電纜均為50Ω。天線的天線阻抗是指其輸入端的電阻和電抗。

圓極化包含右旋圓極化和左旋圓極化。圓極化波由與透射波相反的球形雨滴反射。在接收時(shí)，天線會(huì)排斥與圓極化方向相反的波，從而比較大限度地減少對(duì)雨滴的探測。由于飛機(jī)目標(biāo)與雨不同，它不是球形的，所以目標(biāo)的反射在原始極化意義上具有重要的分量。因此，相對(duì)于雨滴目標(biāo)，目標(biāo)信號(hào)的強(qiáng)度會(huì)增強(qiáng)。為了比較大限度地吸收來自電磁場的能量，接收天線必須位于同一極化面。如果使用極化方向不同的天線，會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的損耗，實(shí)際損耗在20至30分貝之間。在強(qiáng)空氣雜波出現(xiàn)時(shí)，空中交通管制員傾向于打開圓極化天線。在這種情況下，空氣雜波對(duì)目標(biāo)的隱藏效果會(huì)降低。天線的天線選擇還需要考慮天線的抗干擾能力和抗干擾性能。華強(qiáng)北2D場形圖天線芯片廠家

天線的材料可以是金屬、塑料或陶瓷等。華南儀器天線導(dǎo)航

陶瓷小知識(shí)：

陶瓷片:陶瓷粉末的好壞以及燒結(jié)工藝直接影響它的性能?，F(xiàn)在市面使用的陶瓷片主要有 25x25、18x18、15x15、12x12。陶瓷片面積越大,介電常數(shù)越大,其共振頻率越高,接受效果越好。陶瓷片大部分是正方形設(shè)計(jì),是為了保證在 XY方向上共振基本一致,從而達(dá)到均勻收星的效果。

銀層:陶瓷天線表面銀層可以影響天線共振頻率。理想的GPS陶瓷片頻點(diǎn)準(zhǔn)確落在1575.42MHz,但天線頻點(diǎn)非常容易受到周邊環(huán)境影響,特別是裝配在整機(jī)內(nèi),必須通過調(diào)整銀面涂層外形,來調(diào)節(jié)頻點(diǎn)重新保持在1575.42MHz。因此GPS整機(jī)廠家在采購天線時(shí)一定要配合天線廠家,提供整機(jī)樣品進(jìn)行測試。 華南儀器天線導(dǎo)航