天线测量的典型配置
大多数普通天线的测量是测定其远场的辐射特性,如方向图(幅度、相位、极化)、旁瓣电平、增益、频带宽度等。本节将定义这些测量的基本概念。
测量辐射特性的典型配置。基本步骤是将一副发射或接收的源天线放在相对于待测天线(AUT)的远场位置上,待测天线架设在可旋转平台上,旋转待测天线,借以采集大量方向图取样值,实现天线辐射特性的测量。由于天线是电磁开放系统,测试环境对测量结果将产生影响,因此必须合理选择测试场地,尽量实现无反射的环境,如建造微波暗室等。
天线的参数
影响天线性能的临界参数有很多,通常在天线设计过程中可以进行调整,如谐振频率、阻抗、增益、孔径或辐射方向图、极化、效率和带宽等。另外,发射天线还有较大额定功率,而接收天线则有噪声抑制参数。
谐振频率
“谐振频率”和“电谐振”与天线的电长度相关。电长度通常是电线物理长度除以自由空间中波传输速度与电线中速度之比。天线的电长度通常由波长来表示。天线一般在某一频率调谐,并在此谐振频率为中心的一段频带上有效。但其它天线参数(尤其是辐射方向图和阻抗)随频率而变,所以天线的谐振频率可能仅与这些更重要参数的中心频率相近。
天线可以在与目标波长成分数关系的长度所对应的频率下谐振。一些天线设计有多个谐振频率,另一些则在很宽的频带上相对有效。较常见的宽带天线是对数周期天线,但它的增益相对于窄带天线则要小很多。
常用的天线
移动通信常用的板状天线、直放站施主天线与室内天线。
板状天线
无论是GSM 还是CDMA, 板状天线是用得较为普遍的一类极为重要的板状天线。这种天线的优点是:增益高、扇形区方向图好、后瓣小、垂直面方向图俯角控制方便、密封性能使用寿命长。
板状天线也常常被用作为直放站的用户天线,根据作用扇形区的范围大小,应选择相应的天线型号。
高增益栅状
从性能价格比出发,人们常常选用栅状抛物面天线作为直放站施主天线。由于抛物面具有良好的聚焦作用,所以抛物面天线集射能力强,直径为 1.5 m 的栅状抛物面天线,在900兆频段,其增益即可达 G = 20dBi。它特别适用于点对点的通信,例如它常常被选用为直放站的施主天线。
抛物面采用栅状结构,一是为了减轻天线的重量,二是为了减少风的阻力。
抛物面天线一般都能给出 不低于 30 dB 的前后比 ,这也正是直放站系统防自激而对接收天线所提出的必须满足的技术指标。