天线知识与认证测试项目

BEL SRRC 认证测试项目

等效全向辐射功率(EIRP)
最大功率谱密度
频率范围
占用带宽(功率能量 99%)
载频容限
杂散发射(工作状态) ”

驻波比

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这种叠加波只随时间变化幅度,而不随相位变化。简单地说,振幅为零的节点位置永远不会改变。因为节点的位置没有改变,所以红波看起来好像停留在相同的位置,意思是“它站在那里”。这就是为什么红波被称为“驻波”。

最常见的情况是行波碰到另一介质的边界。在这种情况下,波的某些部分将转移到另一介质,但波的某些部分将被反射回来,如下所示。

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根据原始波从边界反射的部分(由反射系数描述),可以使用以下公式计算驻波比。
VSWR = (1+T)/(1-T)
如果是较大的反射系数,会得到较大的驻波比,如果是较小的反射系数,会得到较小的驻波比。

dB、dB、dBm、dBi究竟是啥?

db= 10lg(P1/P2)
10lg2= 3db
10lg(1/2)= -3db
10lg10 = 10db

整理如下:
+3dB,表示功率增加为2倍;
+10dB,表示功率增加为10倍。
-3dB,表示功率减小为1/2;
-10dB,表示功率减小为1/10。

dbm = 10lg(P1/1mw)
dbw = 10lg(P1/1W)


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db 是相对值, dbm 是绝对值


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天线基本知识

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1、天线方向性

发射天线的基本功能:
其一是把从馈线取得的能量向周围空间辐射出去,其二是把大部分能量朝所需的方向辐射。

垂直放置的半波对称振子具有平放的 “面包圈” 形的立体方向图(图1)。立体方向图虽然立体感强,但绘制困难,图2与图3给出了它的两个平面方向图,平面方向图描述天线在某指定平面上的方向性。从图2可以看出,在振子的轴线方向上辐射为零,最大辐射方向在水平面上;而从图3可以看出,在水平面上各个方向上的辐射一样大。

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2、天线方向性增强

若干个对称振子组阵,能够控制辐射,产生“扁平的面包圈” ,把信号进一步集中到在水平面方向上。下图是4个半波对称振子沿垂线上下排列成一个垂直四元阵时的方向图。


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波束宽度
方向图通常都有两个或多个瓣,其中辐射强度最大的瓣称为主瓣,其余的瓣称为副瓣。在主瓣的最大辐射方向两侧,辐射强度降低 3 dB 的两半功率点间的夹角定义为天线的波瓣宽度。通常还称为波束宽度或半功率角。波瓣宽度越窄,方向性越好,作用距离越远,抗干扰能力越强。

还有一种波瓣宽度,即 10 dB 波瓣宽度,顾名思义它是方向图中辐射强度降低 10 dB 的两个点间的夹角。 -10 dB 意味着功率(或功率密度)降至十分之一


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带宽:
无论是发射天线还是接收天线,它们总是在一定的频率范围内工作的,通常,工作在中心频率时天线所能输送的功率最大,偏离中心频率时它所输送的功率都将减小,据此可定义天线的频率带宽。

有几种不同的定义:
一种是指天线增益下降三分贝时的频带宽度;
一种是指在规定的驻波比下天线的工作频带宽度。

在移动通信系统中是按后一种定义的,具体的说,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

在天线工作频带内,天线性能下降不多,仍然是可以接受的。


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电波的多径传播, 电波的绕射传播, 超短波和微波的视距传播

'''馈线的衰减系数'''
信号在馈线里传输,除有导体的电阻性损耗外,还有绝缘材料的介质损耗。这两种损耗随馈线长度的增加和工作频率的提高而增加。因此,应合理布局尽量缩短馈线长度。单位长度产生的损耗的大小用衰减系数 β 表示,其单位为 dB / m (分贝/米),电缆技术说明书上的单位大都用 dB / 100 m(分贝/百米) 。

设输入到馈线的功率为P1 ,从长度为 L(m ) 的馈线输出的功率为P2 ,
传输损耗TL可表示为:TL = 10 ×Lg ( P1 /P2 ) ( dB )
衰减系数为β= TL /L ( dB / m )

例如, NOKIA 7 / 8英寸低耗电缆, 900MHz 时衰减系数为 β= 4.1dB / 100m ,也可写成 β = 3dB / 73m , 也就是说, 频率为 900MHz 的信号功率,每经过 73m 长的这种电缆时,功率要少一半。而普通的非低耗电缆,例如,SYV-9-50-1, 900MHz 时衰减系数为 β = 20.1dB / 100m ,也可写成 β= 3dB / 15m , 也就是说, 频率为 900MHz 的信号功率,每经过15m 长的这种电缆时,功率就要少一半!

馈线的匹配

什么叫匹配?简单地说,馈线终端所接负载阻抗ZL 等于馈线特性阻抗Z0 时,称为馈线终端是匹配连接的。匹配时,馈线上只存在传向终端负载的入射波,而没有由终端负载产生的反射波,因此,匹配能保证天线取得最多的信号功率。

当使用的终端负载是天线时,如果天线振子较粗,输入阻抗随频率的变化较小,容易和馈线保持匹配,这时振子的工作频率范围就较宽。反之,则较窄。

在实际工作中,天线的输入阻抗还会受到周围物体的影响。为了使馈线与天线良好匹配,在架设天线时还需要通过测量,适当地调整天线的结构,或加装匹配装置。

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馈线的反射损失
前面已指出,当馈线和天线匹配时,馈线上没有反射波,只有入射波,馈线上传输的是行波,这时,馈线上各处的电压幅度与电流幅度都相等,馈线上任意一点的阻抗都等于它的特性阻抗。

而当天线和馈线不匹配时,也就是天线阻抗不等于馈线特性阻抗时,负载就只能吸收馈线上传输的部分高频能量,而不能全部吸收,未被吸收的那部分能量将反射回去形成反射波。


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天线增益:
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处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。

在这增益=10log(4mW/1mW)= 6dBd

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行业知识与标准:
50欧传输线的50欧是指它的特征阻抗。特征阻抗是电磁波波导的概念。特征阻抗的计算在理想的情况下并不需要考虑材料导电率,而是认为材料为理想电导体,电导率为无穷大,电流只在材料表面(此处为同轴电缆芯线的外表面,屏蔽层的内表面)流动,电流在导体上流动没有电阻和损耗。

特性阻抗不是电阻,是传输线的感抗与容抗的比,与长度无关,只与结构和绝缘材料有关。长电缆确实有电阻会造成信号衰减,但不会改变波形和驻波比。

50欧姆皱纹铜管同轴电缆
50欧姆皱纹铜管同轴电缆主要用于地面移动通讯及无线电通讯天线馈线、地面基站用天线跳线、机房用馈线及天线连接线、军用数据信息传输线、超低频、调幅及调频无线电广播系统、地面微波通讯、航空及航海用雷达系统、战略等便携式通讯系统等

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50欧母编织型同轴电缆
50欧姆编织型同轴电缆电气特性优良,其编织型结构更柔软,施工十分方便。常用于地面移动通讯及无线电通讯天线馈线、地面基站用天线跳线、机房用馈线及天线连接线、军用数据信息传输线、超低频、调幅及调频无线电广播系统、地面微波通讯系统、航空及航海用雷达系统和战略等便携式通讯系统等。


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参考:
https://zhuanlan.zhihu.com/p/383568238
https://zhuanlan.zhihu.com/p/582539798?utm_id=0
驻波比
https://zhuanlan.zhihu.com/p/361482734

射频知识:
https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzIwODc4NzE1OA==&mid=2247491527&idx=3&sn=c095e51f8772822528cac4cab5ff3f41&chksm=977c9c7ea00b156868395240a6a6953492ff8f5b12b1335e805f7096879fc95f554b6abc2196&scene=21#wechat_redirect

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