Антенна: принципы, рабочие параметры и классификация

Антенна — это преобразователь, который принимает направленную волну, распространяющуюся по линии передачи, и преобразует ее в электромагнитную волну, распространяющуюся в неограниченной среде (обычно в свободном пространстве) или наоборот. Это компонент, используемый в радиооборудовании для передачи или приема электромагнитных волн.

Каталог

Ⅰ Функция антенн

Ⅱ Принцип антенны

Ⅲ Параметры работы антенны

Ⅳ Классификация антенн

Ⅰ Функция антенн

Антенна излучает радиоволны и принимает радиоволны. Однако передатчик по питающей линии на антенну не передает радиоволны. Приемная антенна также не может передавать радиоволны напрямую по питающей линии на приемник, который должен пройти процесс преобразования энергии. Здесь мы проанализируем процесс передачи сигнала на примере оборудования радиосвязи, а затем объясним роль преобразования энергии антенны.

Принципиальная схема преобразования энергии антенны

На стороне передатчика передатчик модулировал высокочастотный колебательный ток (энергию) посредством фидера в передающей антенне. Передающая антенна будет передавать высокочастотный ток или направляющую волну (энергию) в радиоволны - свободную электромагнитную волну (энергию) в излучение окружающего пространства (см. рисунок); на приемной стороне радиоволны (энергия) через приемную антенну преобразуются в высокочастотный ток или направляющую волну (энергию) с помощью фидерного оборудования к приемнику. Из описанного выше процесса видно, что антенна — это не только устройство излучения и приема радиоволн, но также преобразователь энергии — устройство сопряжения между цепью и пространством.

Ⅱ Принцип антенны

Принцип действия антенны следует разделить на две части: одна — передающая антенна , другая — приемная антенна . Передающая антенна: через электрод между антенной и землей для формирования высокочастотного электрического поля в электромагнитные волны, чтобы иметь возможность посылать и передавать волны в отдаленные места. Приемная антенна: электромагнитные волны, исходящие из воздуха, индуцируются электродом в электрическое поле, генерируя высокочастотное напряжение сигнала, которое отправляется на приемник для обработки сигнала.

Ⅲ Параметры работы антенны

1 Рабочий диапазон частот

Диапазон частот: антенна или другие средства связи всегда работают в определенном диапазоне частот (полосе пропускания), который зависит от требований индикаторов. Обычно целевыми требованиями к частотному диапазону может быть рабочая частота антенны. Ширина рабочей полосы называется рабочей полосой пропускания, общая рабочая полоса всенаправленной антенны может достигать центральной частоты 3-5%, рабочая полоса направленной антенны может достигать центральной частоты 5-10%.

2 Входное сопротивление

Входное сопротивление: напряжение входного сигнала антенны и коэффициент тока сигнала, называемый входным сопротивлением антенны. Обычное входное сопротивление антенны мобильной связи составляет 50 Ом. Входное сопротивление связано со структурой, размером и рабочей длиной волны антенны. В требуемом рабочем диапазоне частот входное сопротивление мнимой части очень мало, а действительное сопротивление довольно близко к 50 Ом, что означает, что антенна и фидерная линия имеют хорошее согласование импедансов.

3 Коэффициент стоячей волны по напряжению (КСВН)

КСВ также известен как коэффициент стоячей волны по напряжению , относится к отношению напряжения живота стоячей волны и амплитуды напряжения впадины, также известный как коэффициент стоячей волны, коэффициент стоячей волны. Когда КСВ равен 1, импедансы питающей линии и антенны полностью совпадают. В это время вся высокочастотная энергия излучается антенной, потерь энергии на отражение нет. Когда КСВ равен бесконечности, то при полном отражении энергия не излучается полностью.

КСВН обусловлен тем, что энергия падающей волны, передаваемая на вход антенны, не все поглощается (излучение), генерируемое итерацией отраженной волны, а формируется. Чем больше КСВ, тем больше отражение, тем хуже согласование. В системе мобильной связи общее требование к КСВ составляет менее 1,5.

4 Изоляция

Степень изоляции для подачи на антенну с двойной поляризацией сигнала порта (одной поляризации) в другом порте (другой поляризации) в пропорции сигнала.

5 Интермодуляция третьего порядка

Интермодуляционный сигнал третьего порядка: в линейной системе имеется два сигнала. Из-за присутствия нелинейных факторов вторая гармоника одного сигнала и основная форма волны другого сигнала создают дифференциальное биение (смешивание) после паразитного сигнала. Явление интермодуляции — это смешивание двух или более несущих частот, находящихся за пределами полосы частот, после попадания в полосу новых частотных составляющих, что приводит к явлению ухудшения характеристик системы.

6 Мощность

Мощность: мощность антенны — это максимальная непрерывная радиочастотная мощность, которую можно непрерывно добавлять к антенне без снижения ее производительности в соответствии с указанными условиями в указанный период времени.

7 Усиление

Коэффициент усиления антенны используется для измерения способности антенны отправлять и принимать сигналы в определенном направлении, это один из важных параметров при выборе антенны базовой станции. Чем выше коэффициент усиления антенны, тем лучше направленность, тем концентрированнее энергия, тем уже закрылок.

8 Ширина луча половинной мощности в плоскости H/V

В основной части карты направления мощности относительная максимальная мощность направления излучения до половины или менее максимального угла ширины луча 3 дБ между двумя точками называется шириной луча половинной мощности. Горизонтальная плоскость ширины луча половинной мощности называется шириной луча в горизонтальной плоскости; вертикальная плоскость ширины луча половинной мощности называется вертикальной шириной луча.

9 Электрический наклон вниз

Электрический угол наклона вниз — это максимальное излучение, направленное на вертикальное излучение антенны связи, а угол антенны является нормальным. Антенна связи делится на фиксированную наклонную антенну и электрическую наклонную антенну в зависимости от того, поддерживает ли она электрическую регулировку наклона вниз: фиксированная наклонная антенна относится к фиксированной наклонной антенне, создаваемой распределением амплитуды и фазы антенной решетки. в соответствии с требованиями покрытия беспроводной сети. Электрическая наклонная антенна относится к разнице фаз различных блоков излучения в решетке с помощью блока фазового сдвига для создания различного состояния наклона основного закрылка излучения вниз. Обычно нижнее состояние антенны электрической настройки находится только в пределах определенного диапазона регулируемых углов.

10 Коэффициент перекрестной поляризации

Разница между уровнем мощности антенны при поляризационном приеме (максимальный уровень приема) и уровнем мощности гетерополярного приема (минимальный уровень приема) в ширине луча 3дБ карты направленности.

11 Округлость

Округлость карты направленности всенаправленной антенны заключается в горизонтальной карте направленности, максимальном или минимальном значении уровня и отклонении среднего значения. Среднее значение представляет собой среднее арифметическое максимального интервала не более 5° значения уровня ориентации дБ в карте горизонтального направления.

12 Поляризация

Антенное излучение направления электрического поля электромагнитной волны является направлением поляризации антенны. Если направление электрического поля перпендикулярно земле, мы называем это вертикальной поляризацией; если направление электрического поля и земля параллельны, это называется горизонтальной поляризацией; если направление электрического поля и земли составляют угол 45°, это называется поляризацией +45° или -45°.

Ⅳ Классификация антенн

1 Механическая антенна

Так называемая механическая антенна — это мобильная антенна, в которой используется механическая регулировка угла наклона вниз. После установки механической антенны, если требуется оптимизация сети, необходимо отрегулировать положение заднего кронштейна антенны, чтобы изменить угол наклона антенны. В процессе регулировки, хотя расстояние покрытия направления основного закрылка антенны очевидно изменяется, амплитуда вертикальной составляющей антенны и горизонтальной составляющей остается неизменной, поэтому карту направления антенны легко деформировать.

Практика показывает, что: лучший угол наклона механической антенны составляет 1-5 градусов; при изменении угла наклона в пределах 5~10 градусов карта направления антенны меняется незначительно, но незначительно; когда угол наклона изменяется на 10–15 градусов, карта направления антенны меняется сильнее; Когда механическая антенна наклоняется более чем на 15 градусов, форма карты направления антенны сильно меняется. Механическая регулировка угла наклона антенны очень затруднительна, обычно требуется, чтобы обслуживающий персонал поднялся к установке антенны для регулировки.

2 Антенна электрической настройки

Электрическая настройка антенны

Так называемая электрическая настроечная антенна представляет собой мобильную антенну, которая использует электронику для регулировки угла наклона вниз. Принцип электронного наклона заключается в изменении фазы генератора антенной решетки, изменении величины вертикальной составляющей и размера горизонтальной составляющей, изменении напряженности поля синтетической составляющей, так что вертикальное направление наклона антенны. Поскольку интенсивность напряженности поля антенны в каждом направлении увеличивается и уменьшается одновременно, убедитесь, что карта направленности антенны не сильно меняется после изменения угла наклона, чтобы расстояние покрытия основного направления закрылков сократилось, и в то же время сделайте всю карту направленности в секторе служебной соты, чтобы уменьшить зону покрытия, но не создавать помех.

3 Всенаправленная антенна

Всенаправленная антенна имеет равномерную карту направления излучения в горизонтальном направлении. Однако с вертикального направления карта направления излучения концентрируется, поэтому можно получить усиление антенны. Расположите диполь на одной вертикальной линии и подайте на каждый диполь правильный уровень мощности и фазы, чтобы улучшить мощность излучения. Количество дипольных блоков увеличилось вдвое (что также эквивалентно удвоенной длине), коэффициент усиления увеличился на 3 дБ. Типичное усиление составляет 6–9 дБд. ограничиваются факторами, в основном физическими размерами. Например, всенаправленная антенна с усилением 9 дБд, ее высота 3м.

4 Направленная антенна

Направленная антенна

Карта направленности излучения антенны этого типа по горизонтали и вертикали неравномерна. Его часто используют в веерных клетках. Поэтому ее также называют секторной антенной. Мощность излучения более или менее сконцентрирована в одном направлении. Типичное значение направленной антенны составляет 9 ~ 16 дБд.

5 Специальная антенна

Эта антенна используется для специальных целей, например, внутри помещений или в туннелях.

Frequently Asked Questions

1.Что называется антенной?

Антенна — это металлическая конструкция, которая улавливает и/или передает радиоэлектромагнитные волны. Антенны бывают самых разных форм и размеров: от маленьких, которые можно найти на крыше для просмотра телевизора, до очень больших, которые улавливают сигналы со спутников, находящихся на расстоянии миллионов миль.

2.Каково назначение антенн?

Будь то радио, локальная сеть или что-то еще, антенна чрезвычайно важна. Основная функция антенн — передача и прием четких сигналов между несколькими беспроводными точками. Можно с уверенностью сказать, что эффективная и действенная беспроводная сеть потребует правильной работы антенн.