通讯

用于无线通信的天线

什么是天线?

一个天线是一种电路元件,其提供从传输线上的导向波到自由空间波的转变,反之亦然。

它是由一种薄导体制成的,可以有效地辐射电磁欧宝体育黑人么能量。天线的特性是相同的,无论是发射天线还是接收天线。这种现象被称为天线互易性,互易性意味着天线捕获电磁能量的效率与辐射电磁能量的效率相同。

频带:

设计和构造的天线以适合特定的频率或频带。如果使用设计用于不同频率的天线,则它将仅辐射发射器产生的RF功率的一小部分,并且仅吸收接收器的RF信号功率的一小部分。使用适当的频率天线非常重要。

各向同性天线:

将天线与理论上的各向同性天线进行比较。在三维球形图案中,该天线辐射所有发射机功率。

各向同性天线之所以是理论天线,只是因为在天线构造过程中,辐射图样在一定方向上发生了畸变。

全向天线:

全向天线向各个方向均匀地发射水平面。全向天线通常用于无线路径完全位于工业场所或工厂的工厂内应用。

无线电路径通常由来自任何方向的较短距离(米对英里)的强反射信号组成,这可能并不总是明显的。

定向天线:

定向天线进一步扭曲辐射的图案,并且在“向前”或特定方向具有更高的增益。这些天线通常用于跨腔内应用,以实现更长的视线无线电路径。

损益:

使用高增益天线对发射器具有以下效果:

  • 在某些方向上增加有效的传输功率,在另一些方向上降低功率。
  • 增益补偿同轴电缆中的损耗。
  • 在发射器中使天线更定向 - 在不必要的方向上的良好效果以减少不需要的RF辐射。

在接收端,高增益天线有以下效果:

  • 增加从某些方向接收的信号并将信号从其他方向减少。增益也将增加所接收的外部噪声。
  • 如果增加的噪声超过了接收机的灵敏度,增益的提高就被抵消了——也就是说,在有噪声的环境中,天线增益对接收机的影响很小,但在无噪声的环境中,它会有影响。
  • 增益补偿同轴电缆中的损失
  • 使天线更定向

视线和菲涅耳区域:

发射天线和接收天线之间的信号路径的开放性是影响发射机向接收机传输射频功率的众多因素之一。

视线或LOS是微波无线电通信中的常见表达。这意味着信号能够在发送天线之间看到直的路径并接收它们。

如果一个天线之间没有一个清晰的视线路径,信号路径损耗肯定会比通过开放空间更严重

以电磁波形式传输能量所需的自由空间以足球形状的区域的形式出现:第一个是固体区域,然后是环绕第一个区域的环形(空心)区域。这个椭圆形的体积叫做菲涅耳区

这些菲涅耳区域的精确形状是天线之间的波长和距离的函数,而不是天线尺寸或配置本身。

选择天线:

具体的天线和电缆将进行测试,测试结果将表明是否需要高增益天线或低损耗电缆。例如:

  • 如果一个测试产生5 dB的衰减裕度,你知道通过插入额外的5 dB天线增益或去除5 dB同轴损耗,衰减裕度将增加到10 dB。你可以在发射机或接收机的末端插入增益,或者两者都可以。
  • 如果测试表明,在瞄准线上的可靠操作需要6 dB的净天线/电缆增益,并且在链路两端需要电缆长度为10米,以使视线为视线,您可以选择要使用的电缆,然后选择天线以提供6 dB的净增益。

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