在我们生活中,天线辐射的电磁波信号无处不在,以上提到的无线电领域中的微波电线,足以涵盖我们日常生活中绝大多数的通信应用场景。然而在某些电磁波无法到达,或者衰减很大的地方,例如深海以及深层的地下,我们仍然希望实现无线通信与探测。这时我们需要改变承载信息的媒介,例如使用在极端环境中衰减更小的声波进行通信,那么我们需要设计与电磁波天线结构完全不同的声波天线。声波是一种机械波,通常机械波天线会使用一种具有压电效应的的装置,在发射端通过机械振动发射机械波信号,同时在接收端通过压电传感器接收机械信号并进行处理。机械波天线受传输环境的影响极大,如何设计高性能的机械波天线系统给从事相关研究的科学家和科学技术人员带来了极大的挑战。天线是无线通信系统中至关重要的一个部分,通过它,有用的信息得以传播到远方,同时在茫茫的星空之下,我们能通过天线收到来自世界各地,甚至宇宙深空的信号。它就像一双机敏的“天眼”,帮助人们实现无线通信中**关键的环节:信号传播与接收。 通信天线矗立在高处,犹如一位忠诚的卫士,时刻守护着通信网络的安全与稳定。江西信噪比通信天线转发器
天线的本质在于能够通过特定的结构,改变电磁信号的形态(传输线上交流电、空间电磁波)以达到辐射或接收电磁波的目的。根据能量守恒定律,天线将传输线上带有能量的交流信号辐射到球形范围的自由空间时,我们假设自由空间没有其他吸收电磁波的物体,即考虑自由空间为无损耗的电波传播介质,那么根据计算,距离天线越近,单位面积接收的能量越大。半波振子天线在自由空间中的辐射能量分布,是一种类似椭圆形甜甜圈的结构,那么它在振子垂直面上的辐射能量密度分布也是均匀全方向并随距离增大而减小的。在我们无线通信中,我们的接收端天线通常远离发射天线,并分布在不同的空间方位,这种全方向的“均匀式”天线能量辐射并不符合我们实际的应用需求(实际通信系统需要比较大化有效接收信号功率以达到优良信噪比,保证通信性能)。因此,科研工作者与工程技术人员设计出各种不同的方案,以达到天线辐射能量集中在某一方向(主瓣mainlobe)上,而尽量减少在不需要的方向(旁瓣sidelobes、后瓣backlobe)上的辐射能量“浪费”。通常,通过改变天线结构,使用多个天线振子组成天线阵列,可以将主瓣宽度减小,集中,从而使天线辐射在某一方向增强。 终端通信天线测试板卡通信天线的性能直接影响着通信系统的整体效率,因此不断优化天线性能是通信领域的重要任务。
在移动通信系统中,犬线的作用就足建立各无线电活之间的无线传输线路。为了保证基站与业务区域内的移动站之间的通信,在该业务区域内,无线电波的能**应尽可能的均匀辐射,并且天线增益应尽可能高。出于业务区域的宽度范围已经确定,所以不能通过压扁水平面波束宽度来提高天线增益,垂直线阵天线能有效地提高大线增益。在蜂窝系统中,基站大线的增益通常在7--15dBd之间。多信道通信是提高通信容量,改善频率复用的**常用措施。这就要求具有宽频带特性及合分路功能:目前国内的GSM蜂窝系统中基站设备频带宽度为890--960MHz,其中890--915MHZ用于收信,935-960MHZ用于发信,天线带宽要求大于8%,带内VSWR小于。当天线既发射又接收时,就会产生无源交调,因而增加交调干扰。由于用户的急剧增加,通信信道不足已成为城市通信的严重问题,因此强烈地要求使用频率复用技术。虽然蜂窝系统具有利用频率复用技术的优势,但其有效性依赖于基站天线的辐射方向图。主波束倾斜和波束赋形技术有效地促进了频率复用。
在农村地区,许多小村镇建在公路的一侧,在做公路覆盖时可以兼顾这些村镇的覆盖,采用以下变形全向天线(心形方向图),在公路和村镇方向的天线增益可以提高到13-15dBi,可以使村镇和公路覆盖更有效,这种天线实际上就是普通全向天线与一根辅助反射金属管组成,反射金属管的作用是通过耦合改变全向天线水平面的方向图。
纯公路覆盖也可以采用窄波束天线,如水平面半功率波束宽度为30-33°增益高达21dBi,这种两扇区定向站可以使覆盖距离增加,减少基站数量从而降低用户的建设成本。当然,采用过高增益天线,其体积明显增大,一定要考虑天线的风载荷,在工程设计和安装时都要谨慎。 智能通信天线能够根据环境变化自动调整参数,提高信号接收和发送的适应性。
很低场强的方向图将指向空中,造成相应覆盖区域场强大幅度下降,从而**缩短了有效覆盖的作用距离,使远场通信对象无法有效通信。舰艇在风速3~4级的海况下,比较大摇摆幅度将达到士15?左右。在这种情况下射向水平面以下的部分射频场强较强,并通过海面形成反射波,它与直射波将发生多径信号叠加。由于海水的良好导电性,反射波衰减很小,其幅度与直射波幅度具有较大可比拟性,因此对直射波形成较强的多径干涉现象。使海面附近上半空间的直射波与反射波合成方向图随仰角变化形成系列栅瓣-零陷分布,将会造成远场通信对象通信概率的下降。电子稳定技术就是根据大地坐标系(**标系)与天线阵面坐标系(动坐标系)之间的关系,波控控制单元在计算移相器的移相值前,对天线阵面坐标系下的俯仰角、方位角进行补偿,这就涉及多个坐标系变换问题。本通信系统采用电子自稳来稳定波束,天线电子自稳系统由角传感器、波束控制单元、相控阵天线组成。 随着科技的发展,通信天线的体积越来越小,性能却越来越强,为无线通信带来了新的机遇。安徽引脚通信天线测试方法
通信天线的稳定运行需要专业的技术支持,它的发展离不开科研人员的努力和创新。江西信噪比通信天线转发器
天线需要解决的三个问题归纳为两个:电路参数和辐射参数。众多的天线参数指标用于限定天线的电性能特性,这些指标参数总能归属于电路参数和辐射参数之中,因此,掌握了天线的电路参数和辐射参数,也就掌握了天线的本质。电路参数是天线高效率辐射的保证,是天线的必要条件;辐射参数是天线应用的本质,是天线的充分条件。二者相辅相成。天线的本质是辐射和接收电磁波,由于天线的辐射具有方向性,因此,朝着三维空间不同的立体角方向所辐射的场的强度(或者单位面积内的能量密度)是各不相同的。将这种不同的立体角方向所辐射的场的强度的相对关系绘制成图,即得到天线的方向图(角分布)。显然,方向图是三维的立体图,它可以在不同的坐标系内显示出来,比如球坐标系或者直角坐标系。方向图(角分布)所表示的参数可以是功率,称为功率方向图,也可以是场强,称为场强方向图,也可以是相位,称为相位方向图,等等。 江西信噪比通信天线转发器