【天线基础】
天线,又称无线电波的发射或接收装置,是射频通信领域不可或缺的组件。它在各种工程系统中发挥着关键作用,包括无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感以及射电天文等。天线具有可逆性,意味着同一副天线既可以用于发射电磁波,也可以用于接收电磁波,这基于天线的互易定理。
【对称振子】
对称振子是最基础且广泛使用的天线类型,常见的形式是半波对称振子。这种天线由两臂长度相等的导体构成,每个臂的长度是电磁波四分之一的波长,整体长度则为半个波长。此外,还有半波折合振子,它将全波对称振子的两端折叠在一起形成一个狭长的矩形框,长度同样为半个波长。
【天线的分类】
根据工作性质,天线可以分为发射天线和接收天线;按照用途,有通信天线、广播天线、电视天线和雷达天线等;按工作波长,则有超长波、长波、中波、短波、超短波和微波天线;结构形式和工作原理又可分为线天线(如对称振子)和面天线(如抛物面天线);另外,还可以按照使用场景,如手持台天线、车载天线和基地天线。
【天线的主要参数】
1. **输入阻抗**:天线馈电端的电压与电流比值,理想情况是纯电阻且等于馈线的特性阻抗,以避免功率反射和驻波。馈线的终端应无反射,即驻波比(VSWR)接近1,回波损耗(RL)大,通常要求VSWR小于1.5,RL大于14dB。
2. **增益**:衡量天线向特定方向发射或接收信号能力的参数,高增益意味着更集中的辐射,通常用dBd或dBi表示。dBi相对于理想的点源天线,dBd相对于对称振子。增益的提高有助于扩大覆盖范围或增加增益余量。
3. **方向性系数**:表示天线向某一方向集中辐射电磁波的程度,与非定向天线对比,数值越大,方向性越强。在最大辐射方向的方向性系数通常被用作定向天线的方向性系数。
在不同的频段,天线的方向性系数变化较大。例如,在中波和短波,可能在几到几十之间;米波范围大约是几十到几百;而到了厘米波,方向性系数可能更高。
了解并掌握这些基础知识,对于从事射频通信天线行业的专业人士至关重要,因为它们直接影响到通信系统的性能、覆盖范围和效率。在实际应用中,天线的选择、设计和优化都需要基于这些参数进行。