1.4 圆极化波
如果电波在传播过程中电场的方向是旋转的,就叫做椭圆极化波。旋转过程中,如果电场的幅度,即大小保持不变,我们就叫它为圆极化波。向传播方向看去顺时针方向旋转的叫右旋圆极化波,反时针方向旋转的叫做左旋圆极化波。
垂直极化波要用具有垂直极化特性的天线来接收;水平极化波要用具有水平极化特性的天线来接收;
右旋圆极化波要用具有右旋圆极化特性的天线来接收;而左旋圆极化波要用具有左旋圆极化特性的天线来接收。当来波的极化方向与接收天线的极化方向不一致时,在接收过程中通常都要产生极化损失,例如:当用圆极化天线接收任一线极化波,或用线极化天线接收任一圆极化波时,都要产生3分贝的极化损失,即只能接收到来波的一半能量;
1.4
极化损失
当来波的极化方向与接收天线的极化方向不一致时,在接收过程中通常
都要产生极化损失,例如:当用圆极化天线接收任一线极化波,或用线极化天线接收任一圆极化波时,都要产生3分贝的极化损失,即只能接收到来波的一半能量;
当接收天线的极化方向(例如水平或右旋圆极化)与来波的极化方向(相应为垂直或左旋圆极化)完全正交时,接收天线也就完全接收不到来波的能量,这时称来波与接收天线极化是隔离的。 1.6 (极化)隔离
隔离代表馈送到一种极化的信号在另外一种极化中出现的比例
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在这种情况下的隔离为 10log(1000mW/1mW) = 30dB 1000mW (即1W) 1mW 2 超短波的传播
无线电波的波长不同,传播特点也不完全相同。目前GSM和CDMA移动通信
使用的频段都属于UHF(特高频)超短波段,其高端属于微波。 2.1 超短波和微波的视距传播
超短波和微波的频率很高,波长较短,它的地面波衰减很快。因此也不能依靠地面波作较远距离的传播,它主要是由空间波来传播的。空间波一般只能沿直线方向传播到直接可见的地方。在直视距离内超短波的传播区域习惯上称为“照明区”。在直视距离内超短波接收装置才能稳定地接收信号。 直视距离和发射天线以及接收天线的高度有关系,并受到地球曲率半径的影响。由简单的几何关系式可知 AB=3.57(√HT+√HR)(公里)
发射天线高HT A RT O' RR B 接收天线高HR
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由于大气层对超短波的折射作用,有效传播直视距离为 AB?=4.12 (√HT+√HR)(公里)
2.2 电波的多径传播
电波除了直接传播外,遇到障碍物,例如,山丘、森林、地面或楼房等高大建筑物,还会产生反射。因此,到达接收天线的超短波不仅有直射波,还有反射波,这种现象就叫多径传输。
由于多途径传播使得信号场强分布相当复杂,波动很大;也由于多径传输的影响,会使电波的极化方向发生变化,因此,有的地方信号场强增强,有的地方信号场强减弱。另外,不同的障碍物对电波的反射能力也不同。例如:钢筋水泥建筑物对超短波的反射能力比砖墙强。我们应尽量避免多径传输效应的影响。同时可采取空间分集或极化分集的措施加以对应。 2.3 电波的绕射传播
电波在传播途径上遇到障碍物时,总是力图绕过障碍物,再向前传播。这种现象叫做电波的绕射。超短波的绕射能力较弱,在高大建筑物后面会形成所谓的“阴影区”。信号质量受到影响的程度不仅和接收天线距建筑物的距离及建筑物的高度有关,还和频率有关。例如一个建筑物的高度为10米,在距建筑物
200米处接收的信号质量几乎不受影响,但在距建筑物100米处,接收信号场强将比无高搂时明显减弱。这时,如果接收的是216~223兆赫的电视信号,接收信号场强比无高搂时减弱16分贝,当接收670兆赫的电视信号时,接收信号场强将比无高搂时减弱20分贝。如果建筑物的高度增加到50米时,则在距建筑物1000米以内,接收信号的场强都将受到影响,因而有不同程度的减弱。也就是说,频率越高,建筑物越高、越近,影响越大。相反,频率越低,
建筑物越矮、越远,影响越小。
因此,架设天线选择基站场地时,必须按上述原则来考虑对绕射传播可能产生的各种不利因素,并努力加以避免。3 天线辐射电磁波的基本原理
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导线载有交变电流时,就可以形成电磁波的辐射,辐射的能力与导线的长短和形状有关.如果导线位置如由于两导线的距离很近,且两导线所产生的感应电动势几乎可以抵消,因而辐射很微弱。如果将两导线张开,这时由于两导线的电流方向相同,由两导线所产生的感应电动势方向相同,因而辐射较强。当导线的长度l远小于波长时,导线的电流很小,辐射很微弱.
当导线的长度增大到可与波长相比拟时,导线上的电流就大大增加,因而就能形成较强的辐射。通常将上述能产生显著辐射的直导线称为振子。
3.1 对称振子
两臂长度相等的振子叫做对称振子。每臂长度为四分之一波长。全长与波长相等的振子,称为全波对称振子。将振子折合起来的,称为折合振子。
波长 1/4波长 1/2波长
1/2波长
振子 1/4波长 一个1/2波长的对称振子 在 800MHz 约 200mm长 400MHz 约 400mm 长 8
3.2 天线的输入阻抗
天线和馈线的连接端,即馈电点两端感应的信号电压与信号电流之比,称为天线的输入阻抗。输入阻抗有电阻分量和电抗分量。输入阻抗的电抗分量会减少从天线进入馈线的有效信号功率。因此,必须使电抗分量尽可能为零,使天线的输入阻抗为纯电阻。
输入阻抗与天线的结构和工作波长有关,基本半波振子,即由中间对称馈电的半波长导线,其输入阻抗为(73.1+j42.5)欧姆。当把振子长度缩短3%~5%时,就可以消除其中的电抗分量,使天线的输入阻抗为纯电阻,即使半波振子的输入阻抗为73.1欧(标称75欧)。
而全长约为一个波长,且折合弯成U形管形状由中间对称馈电的折合半波振子,可看成是两个基本半波振子的并联,而输入阻抗为基本半波振子输入阻抗的四倍,即292欧(标称300欧)。 3.3 天线的方向性
天线的方向性是指天线向一定方向辐射电磁波的能力。对于接收天线而言,方向性表示天线对不同方向传来的电波所具有的接收能力。天线的方向性的特性曲线通常用方向图来表示.
方向图可用来说明天线在空间各个方向上所具有的发射或接收电磁波的能力。
天线方向图
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