移动通信基站天线原理及基本知识讲座

天 线 基 本 知 识移 动 通 信 基 站 天 线 原 理 及基 本 知 识 讲 座 1 .1 天线的作用与地位1天线 1 .1 天线的作用与地位 无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线（电缆）输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后，由天线接下来（仅仅接收很小很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接收机。可见，天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备，没有天线也就没有无线电通信。 天线品种繁多，以供不同频率、不同用途、不同场合、不同要求等不同情况下使用。 对于众多品种的天线，进行适当的分类是必要的： 按用途分类，可分为通信天线、电视天线、雷达天线等； 按工作频段分类，可分为短波天线、超短波天线、微波天线等； 按方向性分类，可分为全向天线、定向天线等； 按外形分类，可分为线状天线、面状天线等； 等等分类。天线的基本知识 * 电磁波的辐射* 电磁波的辐射 导 线 上 有 交 变 电 流 流 动 时 ， 就 可 以 发 生 电 磁 波 的 辐 射 ， 辐 射 的 能 力 与 导 线 的 长度 和 形 状 有 关 。 如 图 1 .1 a 所 示 ， 若 两 导 线 的 距 离 很 近 ， 电 场 被 束 缚 在 两 导 线 之 间 ，因 而 辐 射 很 微 弱 ； 将 两 导 线 张 开 ， 如 图 1 .1 b 所 示 ， 电 场 就 散 播 在 周 围 空 间 ， 因 而 辐射 增 强 。 必 须 指 出 ， 当 导 线 的 长 度 L 远 小 于 波 长 时 ， 辐 射 很 微 弱 ； 导 线 的 长 度 L 增 大到 可 与 波 长 相 比 拟 时 ， 导 线 上 的 电 流 将 大 大 增 加 ， 因 而 就 能 形 成 较 强 的 辐 射 。天线的基本知识图 1 .1 a 图 1 .1 b 1 .2 对称振子1 .2 对称振子 对 称 振 子 是 一 种 经 典 的 、 迄 今 为 止 使 用 最 广 泛 的 天 线 ， 单 个 半 波 对 称 振 子 可 简 单地 单 独 立 地 使 用 或 用 作 为 抛 物 面 天 线 的 馈 源 ， 也 可 采 用 多 个 半 波 对 称 振 子 组 成 天 线 阵 。 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 为 二 分 之 一波 长 的 振 子 ， 称 半 波 对 称 振 子 , 见 图 1 .2 a 。 另 外 ， 还 有 一 种 异 型 半 波 对 称 振 子 ， 可 看 成 是 将 全 波 对 称 振 子 折 合 成 一 个 窄 长 的矩 形 框 ， 并 把 全 波 对 称 振 子 的 两 个 端 点 相 叠 ， 这 个 窄 长 的 矩 形 框 称 为 折 合 振 子 ， 注 意 ，折 合 振 子 的 长 度 也 是 为 二 分 之 一 波 长 ， 故 称 为 半 波 折 合 振 子 , 见 图 1 .2 b 。天线的基本知识1/4波 长对 称 振 子 1/4波 长 1/2波 长图 1 .2 a 图 1 .2 b 1 .3 天线方向性的讨论1 .3 .1 天 线 方 向 性1 .3 天线方向性的讨论 1 .3 .1 天 线 方 向 性 发 射 天 线 的 基 本 功 能 之 一 是 把 从 馈 线 取 得 的 能 量 向 周 围 空 间 辐 射 出 去 ， 基 本 功能 之 二 是 把 大 部 分 能 量 朝 所 需 的 方 向 辐 射 。 垂 直 放 置 的 半 波 对 称 振 子 具 有 平 放 的 “面 包 圈 ” 形 的 立 体 方 向 图 （ 图 1 .3 .1 a） 。 立 体 方 向 图 虽 然 立 体 感 强 ， 但 绘 制 困 难 ， 图 1 .3 .1 b 与 图 1 .3 .1 c 给 出 了 它 的 两 个 主 平 面 方 向 图 ， 平 面 方 向 图 描 述 天 线 在 某 指 定平 面 上 的 方 向 性 。 从 图 1 .3 .1 b 可 以 看 出 ， 在 振 子 的 轴 线 方 向 上 辐 射 为 零 ， 最 大 辐 射方 向 在 水 平 面 上 ； 而 从 图 1 .3 .1 c 可 以 看 出 ， 在 水 平 面 上 各 个 方 向 上 的 辐 射 一 样 大 。天线的基本知识图 1.3.1 c 水 平 面 方 向 图图 1.3.1 b 垂 直 面 方 向 图图 1 .3 .1 a 立 体 方 向 图 1 .3 .2 天 线 方 向 性 增 强 天线的基本知识1 .3 .2 天 线 方 向 性 增 强 若 干 个 对 称 振 子 组 阵 ， 能 够 控 制 辐 射 ， 产 生 “ 扁 平 的 面 包 圈 ” ， 把 信 号进 一 步 集 中 到 在 水 平 面 方 向 上 。 下 图 是 4个 半 波 对 称 振 子 沿 垂 线 上 下 排 列 成 一 个 垂 直 四 元 阵 时 的 立 体 方 向图 和 垂 直 面 方 向 图 。 垂 直 面 方 向 图立 体 方 向 图 也 可 以 利 用 反 射 板 可 把 辐 射 能 控 制 到 单 侧 方 向 平 面 反 射 板 放 在 阵 列 的 一 边 构 成 扇 形 区 覆 盖 天 线 。 下 面 的 水 平 面 方 向 图 说 明 了 反射 面 的 作 用 -反 射 面 把 功 率 反 射 到 单 侧 方 向 ， 提 高 了 增 益 。天线的基本知识全 向 阵 （ 垂 直 阵 列 不 带 平 面 反 射 板 ） 抛 物 反 射 面 的 使 用 ， 更 能 使 天 线 的 辐 射 ， 像 光 学 中 的 探 照 灯 那 样 ， 把 能 量 集中 到 一 个 小 立 体 角 内 ， 从 而 获 得 很 高 的 增 益 。 不 言 而 喻 ， 抛 物 面 天 线 的 构 成 包 括两 个 基 本 要 素 ： 抛 物 反 射 面 和 放 置 在 抛 物 面 焦 点 上 的 辐 射 源 。 扇 形 区 覆 盖 （ 垂 直 阵 列 带 平 面 反 射 板 ）平 面 反 射 板 1 .3 .3 增 益天线的基本知识1 .3 .3 增 益 增 益 是 指 ： 在 输 入 功 率 相 等 的 条 件 下 ， 实 际 天 线 与 理 想 的 辐 射 单 元 在 空 间 同一 点 处 所 产 生 的 信 号 的 功 率 密 度 之 比 。 它 定 量 地 描 述 一 个 天 线 把 输 入 功 率 集 中 辐射 的 程 度 。 增 益 显 然 与 天 线 方 向 图 有 密 切 的 关 系 ， 方 向 图 主 瓣 越 窄 ， 副 瓣 越 小 ，增 益 越 高 。 可 以 这 样 来 理 解 增 益 的 物 理 含 义 -为 在 一 定 的 距 离 上 的 某 点 处 产生 一 定 大 小 的 信 号 ， 如 果 用 理 想 的 无 方 向 性 点 源 作 为 发 射 天 线 ， 需 要 1 0 0 W的 输入 功 率 ， 而 用 增 益 为 G = 1 3 dB = 2 0 的 某 定 向 天 线 作 为 发 射 天 线 时 ， 输 入 功 率 只需 1 0 0 / 2 0 = 5 W . 换 言 之 ， 某 天 线 的 增 益 ， 就 其 最 大 辐 射 方 向 上 的 辐 射 效 果 来说 ， 与 无 方 向 性 的 理 想 点 源 相 比 ， 把 输 入 功 率 放 大 的 倍 数 。 半 波 对 称 振 子 的 增 益 为 G = 2 .1 5 dBi ; 4个 半 波 对 称 振 子 沿 垂 线 上 下 排 列 ， 构 成 一 个 垂 直 四 元 阵 ， 其 增 益 约 为 G = 8 .1 5 dBi ( dBi这 个 单 位 表 示 比 较 对 象 是 各 向 均 匀 辐 射 的 理 想 点 源 ) 。 如 果 以 半 波 对 称 振 子 作 比 较 对 象 ， 则 增 益 的 单 位 是 dBd . 半 波 对 称 振 子 的 增 益 为 G = 0 dBd （ 因 为 是 自 己 跟 自 己 比 ， 比 值 为 1 ， 取 对 数得 零 值 。 ） ； 垂 直 四 元 阵 ， 其 增 益 约 为 G = 8 .1 5 2 .1 5 = 6 dBd . 1 .3 .4 波 瓣 宽 度 1 .3 .4 波 瓣 宽 度 方 向 图 通 常 都 有 两 个 或 多 个 瓣 ， 其 中 辐 射 强 度 最 大 的 瓣 称 为 主 瓣 ， 其 余 的 瓣 称为 副 瓣 或 旁 瓣 。 参 见 图 1 .3 .4 a , 在 主 瓣 最 大 辐 射 方 向 两 侧 ， 辐 射 强 度 降 低 3 dB（ 功 率密 度 降 低 一 半 ） 的 两 点 间 的 夹 角 定 义 为 波 瓣 宽 度 （ 又 称 波 束 宽 度 或 主 瓣 宽 度 或 半 功 率 角 ） 。 波 瓣 宽 度 越 窄 ， 方 向 性 越 好 ， 作 用 距 离 越 远 ， 抗 干 扰 能 力 越 强 。 还 有 一 种 波 瓣 宽 度 ， 即 1 0 dB波 瓣 宽 度 ， 顾 名 思 义 它 是 方 向 图 中 辐 射 强 度 降 低 1 0 dB （ 功 率 密 度 降 至 十 分 之 一 ） 的 两 个 点 间 的 夹 角 ， 见 图 1 .3 .4 b . 天线的基本知识3dB 波 瓣 宽 度 - 3dB点 - 3dB点 10dB 波 瓣 宽 度 -10dB点 - 10dB点峰 值 方 向 （ 最 大 辐 射 方 向 ）图 1 .3 .4 a 图 1 .3 .4 b峰 值 方 向 （ 最 大 辐 射 方 向 ） 1 .3 .5 前 后 比 天线的基本知识1 .3 .5 前 后 比 方 向 图 中 ， 前 后 瓣 最 大 值 之 比 称 为 前 后 比 ， 记 为 F / B 。 前 后 比 越 大 ， 天 线 的后 向 辐 射 （ 或 接 收 ） 越 小 。 前 后 比 F / B 的 计 算 十 分 简 单 - F / B = 1 0 Lg （ 前 向 功 率 密 度 ） /（ 后 向 功 率 密 度 ） 对 天 线 的 前 后 比 F / B 有 要 求 时 ， 其 典 型 值 为 （ 1 8 3 0 ） dB， 特 殊 情 况 下 则 要求 达 （ 3 5 4 0 ） dB . 1 .3 .6 天 线 增 益 的 若 干 近 似 计 算 式 1 .3 .6 天 线 增 益 的 若 干 近 似 计 算 式 1 ） 天 线 主 瓣 宽 度 越 窄 ， 增 益 越 高 。 对 于 一 般 天 线 ， 可 用 下 式 估 算 其 增 益 ： G（ dBi ） = 1 0 Lg 3 2 0 0 0 / （ 2 3 dB,E 2 3 dB,H ） 式 中 ， 2 3 dB,E 与 2 3 dB,H 分 别 为 天 线 在 两 个 主 平 面 上 的 波 瓣 宽 度 ； 3 2 0 0 0 是 统 计 出 来 的 经 验 数 据 。 2 ） 对 于 抛 物 面 天 线 ， 可 用 下 式 近 似 计 算 其 增 益 ： G（ dB i ） = 1 0 Lg 4 .5 （ D / 0 ） 2 式 中 ， D 为 抛 物 面 直 径 ； 0 为 中 心 工 作 波 长 ； 4 .5 是 统 计 出 来 的 经 验 数 据 。 3 ） 对 于 直 立 全 向 天 线 ， 有 近 似 计 算 式 G（ dBi ） = 1 0 Lg 2 L / 0 式 中 ， L 为 天 线 长 度 ； 0 为 中 心 工 作 波 长 ； 天线的基本知识 1 .3 .7 上 旁 瓣 抑 制 1 .3 .7 上 旁 瓣 抑 制 对 于 基 站 天 线 ， 人 们 常 常 要 求 它 的 垂 直 面 （ 即 俯 仰 面 ） 方 向 图 中 ， 主 瓣 上 方 第一 旁 瓣 尽 可 能 弱 一 些 。 这 就 是 所 谓 的 上 旁 瓣 抑 制 。 基 站 的 服 务 对 象 是 地 面 上 的 移 动电 话 用 户 ， 指 向 天 空 的 辐 射 是 毫 无 意 义 的 。 天线的基本知识 1 .3 .8 天 线 的 下 倾1 .3 .8 天 线 的 下 倾 为 使 主 波 瓣 指 向 地 面 ， 安 置 时 需 要 将 天 线 适 度 下 倾 。天线的基本知识 1 .4 天线的极化垂直极化1 .4 天线的极化 天线向周围空间辐射电磁波。电磁波由电场和磁场构成。人们规定：电场的方向就是天线极化方向。一般使用的天线为单极化的。下图示出了两种基本的单极化的情况：垂直极化-是最常用的；水平极化-也是要被用到的。天线的基本知识水平极化E E 1 .4 .1 双极化天线垂直极化1 .4 .1 双极化天线 下图示出了另两种单极化的情况：+4 5 极化 与 -4 5 极化，它们仅仅在特殊场合下使用。 这样，共有四种单极化了，见下图。 把垂直极化和水平极化两种极化的天线组合在一起，或者， 把 +4 5 极化和 -4 5 极化两种极化的天线组合在一起，就构成了一种新的天线-双极化天线。天线的基本知识水平极化+4 5 极化-4 5 极化EE E E 下图示出了两个单极化天线安装在一起组成一付双极化天线，注意，双极化天线有两个接头。 双极化天线辐射（或接收）两个极化在空间相互正交（垂直）的波。天线的基本知识 V/H（垂直/水平）型 双 极 化+ 4 5 / -4 5 型 双 极 化 1 .4 .2 极化损失1 .4 .2 极化损失 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 ， 接 收 到 的 信 号 都 会 变 小 ，也 就 是 说 ， 发 生 极 化 损 失 。 例 如 ： 当 用 + 4 5 极 化 天 线 接 收 垂 直 极 化 或 水 平 极 化 波 时 ，或 者 ， 当 用 垂 直 极 化 天 线 接 收 +4 5 极 化 或 -4 5 极 化 波 时 ， 等 等 情 况 下 ， 都 要 产 生极 化 损 失 。 用 圆 极 化 天 线 接 收 任 一 线 极 化 波 ， 或 者 ， 用 线 极 化 天 线 接 收 任 一 圆 极 化波 ， 等 等 情 况 下 ， 也 必 然 发 生 极 化 损 失 -只 能 接 收 到 来 波 的 一 半 能 量 。 当 接 收 天 线 的 极 化 方 向 与 来 波 的 极 化 方 向 完 全 正 交 时 ， 例 如 用 水 平 极 化 的 接 收天 线 接 收 垂 直 极 化 的 来 波 ， 或 用 右 旋 圆 极 化 的 接 收 天 线 接 收 左 旋 圆 极 化 的 来 波 时 ，天 线 就 完 全 接 收 不 到 来 波 的 能 量 ， 这 种 情 况 下极化损失为最大，称极化完全隔离。天线的基本知识 1 .4 .3 极化隔 离1 .4 .3 极化隔 离 理 想 的 极 化 完 全 隔 离 是 没 有 的 。 馈 送 到 一 种 极 化 的 天 线 中 去 的 信 号 多 少 总 会 有那 么 一 点 点 在 另 外 一 种 极 化 的 天 线 中 出 现 。 例 如 下 图 所 示 的 双 极 化 天 线 中 ， 设 输 入垂 直 极 化 天 线 的 功 率 为 1 0 W， 结 果 在 水 平 极 化 天 线 的 输 出 端 测 得 的 输 出 功 率 为 1 0 mW。天线的基本知识垂 直 极 化 ， 1 0 W 水 平 极 化 ， 1 0 mW在 这 种 情 况 下 的 极 化 隔 离 为X = 10 Lg (10,000 mW / 10 mW) = 30（ dB） 1 .5 天线的输入阻抗 Zin 1 .5 天线的输入阻抗 Zin 定 义 ： 天 线 输 入 端 信 号 电 压 与 信 号 电 流 之 比 ， 称 为 天 线 的 输 入 阻 抗 。 输 入 阻抗 具 有 电 阻 分 量 Rin 和 电 抗 分 量 Xin ， 即 Zin = Rin + j Xin 。 电 抗 分 量 的 存 在 会 减 少 天线 从 馈 线 对 信 号 功 率 的 提 取 ， 因 此 ， 必 须 使 电 抗 分 量 尽 可 能 为 零 ， 也 就 是 应 尽 可能 使 天 线 的 输 入 阻 抗 为 纯 电 阻 。 事 实 上 ， 即 使 是 设 计 、 调 试 得 很 好 的 天 线 ， 其 输入 阻 抗 中 总 还 含 有 一 个 小 的 电 抗 分 量 值 。 输 入 阻 抗 与 天 线 的 结 构 、 尺 寸 以 及 工 作 波 长 有 关 ， 半 波 对 称 振 子 是 最 重 要 的基 本 天 线 ， 其 输 入 阻 抗 为 Zin = 7 3 .1 4 2 .5 (欧 ) 。 当 把 其 长 度 缩 短 （ ） 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 ， 此 时 的 输 入 阻 抗为 Zin = 7 3 .1 (欧 ) ,（ 标 称 7 5 欧 ） 。 注 意 ， 严 格 的 说 ， 纯 电 阻 性 的 天 线 输 入 阻 抗 只是 对 点 频 而 言 的 。 顺 便 指 出 ， 半 波 折 合 振 子 的 输 入 阻 抗 为 半 波 对 称 振 子 的 四 倍 ， 即 Zin = 2 8 0 (欧 ) ,（ 标 称 3 0 0 欧 ） 。 有 趣 的 是 ， 对 于 任 一 天 线 ， 人 们 总 可 通 过 天 线 阻 抗 调 试 ， 在 要 求 的 工 作 频 率范 围 内 ， 使 输 入 阻 抗 的 虚 部 很 小 且 实 部 相 当 接 近 5 0 欧 ， 从 而 使 得 天 线 的 输 入 阻 抗为 Zin = Rin = 5 0 欧 -这 是 天 线 能 与 馈 线 处 于 良 好 的 阻 抗 匹 配 所 必 须 的 。天线的基本知识 1 .6 天线的工作频率范围（频带宽度）1 .6 天线的工作频率范围（频带宽度） 无 论 是 发 射 天 线 还 是 接 收 天 线 ， 它 们 总 是 在 一 定 的 频 率 范 围（频带宽度）内 工作 的 ， 天 线 的频带宽度有 两 种 不 同 的 定 义 - 一 种 是 指 ： 在 驻 波 比 SWR 1 .5 条 件 下 ， 天 线 的 工 作 频 带 宽 度 ； 一 种 是 指 ： 天 线 增 益 下 降 3 分 贝 范 围 内 的 频 带 宽 度 。 在 移 动 通 信 系 统 中 ， 通 常 是 按 前 一 种 定 义 的 ， 具 体 的 说 ， 天 线 的频带宽度就 是天 线 的 驻 波 比 SWR 不 超 过 1 .5 时 ， 天 线 的 工 作 频 率 范 围 。 一 般 说 来 ， 在 工 作 频 带 宽 度 内 的 各 个 频 率 点 上 , 天 线 性 能 是 有 差 异 的 ， 但 这 种 差异 造 成 的 性 能 下 降 是 可 以 接 受 的 。天线的基本知识 1 .7 移动通信常用的基站天线、直放站天线与室内天线1 .7 .1 板状天线1 .7 移动通信常用的基站天线、直放站天线与室内天线 1 .7 .1 板状天线天线的基本知识 无 论 是 GSM 还 是 CDMA， 板 状 天 线 是 用 得 最 为 普 遍 的 一 类 极 为 重要 的 基 站 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 可 靠 以 及 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 。 1 .7 .1 a 基站板状天线基本技术指标示例1 .7 .1 a 基站板状天线基本技术指标示例天线的基本知识频 率 范 围频 带 宽 度增 益极 化标 称 阻 抗电 压 驻 波 比半 功 率 波 束 宽 度前 后 比下 倾 角 （ 可 调 ）垂 直 面 上 旁 瓣 抑 制 8 2 4 -9 6 0 MHz7 0 MHz1 4 1 7 dBi垂 直5 0 Ohm 1 .42 5 dB 3 8 水 平 面 6 0 1 2 0 垂 直 面 1 6 8 -1 2 dB互 调 1 1 0 dBm 1 .7 .1 b 板状天线高增益的形成 1 .7 .1 b 板状天线高增益的形成 天线的基本知识单 个 半 波 振 子 垂 直 面 方 向 图 增 益 为 G = 2 .1 5 dB 两 个 半 波 振 子 垂 直 面 方 向 图 增 益 为 G = 5 .1 5 dB 四 个 半 波 振 子 垂 直 面 方 向 图 增 益 为 G = 8 .1 5 dB单 个 半 波 振 子 两 个 半 波 振 子 四 个 半 波 振 子A. 采 用 多 个 半 波 振 子 排 成 一 个 垂 直 放 置 的 直 线 阵 在 直 线 阵 的 一 侧 加 一 块 反 射 板天线的基本知识两 个 半 波 振 子 （ 带 反 射 板 ） 垂 直 面 方 向 图 两 个 半 波 振 子 （ 带 反 射 板 ） 水 平 面 方 向 图反射板 长度为 L 两个半波振子 反射板 宽度为W 两个半波振子两 个 半 波 振 子 （ 带 反 射 板） 在 垂 直 面 上 的 配 置 两 个 半 波 振 子 （ 带 反 射 板） 在 水 平 面 上 的 配 置B. 在 直 线 阵 的 一 侧 加 一 块 反 射 板 （ 以 带 反 射 板 的 二 半 波 振 子 垂 直 阵 为 例 ）增 益 为 G = 1 1 1 4 dB 八 个 半 波 振 子 排 阵 天线的基本知识C. 为 提 高 板 状 天 线 的 增 益 ， 还 可 以 进 一 步 采 用 八 个 半 波 振 子 排 阵 前 面 已 指 出 ， 四 个 半 波 振 子 排 成 一 个 垂 直 放 置 的 直 线 阵的 增 益 约 为 8 dB； 一 侧 加 有 一 个 反 射 板 的 四 元 式 直 线 阵 ，即 常 规 板 状 天 线 ， 其 增 益 约 为 1 4 1 7 dB 。 一 侧 加 有 一 个 反 射 板 的 八 元 式 直 线 阵 ， 即 加 长 型 板 状 天线 ， 其 增 益 约 为 1 6 1 9 dB . 不 言 而 喻 ， 加 长 型 板 状 天 线 的长 度 ， 为 常 规 板 状 天 线 的 一 倍 ， 达 2 .4 m 左 右 。 1 .7 .2 高增益栅状抛物面天线天线的基本知识1 .7 .2 高增益栅状抛物面天线 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9 0 0兆频段，其 增 益 即 可 达 G = 2 0 dB . 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 3 0 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。 1 .7 .3 八木定向天线天线的基本知识1 .7 .3 八木定向天线 八木定向天线，具有增 益 较 高 、结构轻巧、架设方便、价格便宜等优点。因 此 ， 它 特 别 适 用于 点 对 点 的 通 信 ， 例 如 它 是 室 内 分 布 系 统 的 室 外接 收 天 线 的 首 选 天 线 类 型 。 八木定向天线的单元数越多，其增益越高，通常采用 6 1 2 单元的八木定向天线，其 增 益 可达 1 0 1 5 dB 。 1 .7 .4 室内吸顶天线天线的基本知识1 .7 .4 室内吸顶天线 室内吸顶天线必须具有结构轻巧、外型美观、安装方便等优点。 现今市场上见到的室内吸顶天线，外形花色很多，但其内芯的购造几乎都是一样的。这种吸顶天线的内部结构，虽然尺寸很小，但由于是在天线宽带理论的基础上，借助计算机的辅助设计，以及使用网络分析仪进行调试，所以能很好地满足在非常宽的工作频带内的驻波比要求，按照国家标准，在很宽的频带内工作的天线其驻波比指标为VSWR 2 。当然，能达到VSWR 1 .5 更好。顺便指出，室内吸顶天线属于低增益天线, 一般为 G = 2 dB 。 1 .7 .5 室内壁挂天线天线的基本知识1 .7 .5 室内壁挂天线 室内壁挂天线同样必须具有结构轻巧、外型美观、安装方便等优点。 现今市场上见到的室内吸顶天线，外形花色很多，但其内芯的购造几乎也都是一样的。这种壁挂天线的内部结构，属于空气介质型微带天线。由于采用了展宽天线频宽的辅助结构，借助计算机的辅助设计，以及使用网络分析仪进行调试，所以能较好地满足了工作宽频带的要求。顺便指出，室内壁挂天线具有一定的增益，约为G = 7 dB 。 1 .9 基 站 天 线 的 供 应 商 选 择国 外 :凯 瑟 琳 ,戴 西 博 ,阿 尔 贡 ,国 内 :海 信 ,摩 比 ,健 博 通 2 电波传播的几个基本概念 2 电波传播的几个基本概念 目 前 GSM和 CDMA移 动 通 信 使 用 的 频 段 为 ： GSM： 8 9 0 9 6 0 MHz， 1 7 1 0 1 8 8 0 MHz CDMA: 8 0 6 8 9 6 MHz 8 0 6 9 6 0 MHz 频 率范围属超短波范围； 1 7 1 0 1 8 8 0 MHz 频 率范围属微波范围。 电 波 的 频 率 不 同 ， 或 者 说 波 长 不 同 ， 其 传 播 特 点 也 不 完 全 相 同 ， 甚 至 很 不 相 同 。天线的基本知识 2 .1 自由空间通 信 距 离 方 程天线的基本知识2 .1 自由空间通 信 距 离 方 程 设 发 射 功 率 为 PT， 发 射 天 线 增 益 为 GT， 工 作 频 率 为 f . 接 收 功 率 为 PR， 接 收 天 线 增 益为 GR， 收 、 发 天 线 间 距 离 为 R， 那 么 电 波 在 无 环 境 干 扰 时 ， 传 播 途 中 的 电 波 损 耗 L0 有 以下 表 达 式 ： L0 (dB) = 1 0 Lg（ PT / PR ） = 3 2 .4 5 + 2 0 Lg f ( MHz ) + 2 0 Lg R ( km ) - GT (dB) - GR (dB) 举 例 设 ： PT = 1 0 W = 4 0 dBmw ； GR = GT = 7 (dBi) ； f = 1 9 1 0 MHz 问 ： R = 5 0 0 m 时 ， PR = ？ 解 答 ： (1 ) L0 (dB) 的 计 算 L0 (dB) = 3 2 .4 5 + 2 0 Lg 1 9 1 0 ( MHz ) + 2 0 Lg 0 .5 ( km ) - GR (dB) - GT (dB) = 3 2 .4 5 + 6 5 .6 2 - 6 - 7 - 7 = 7 8 .0 7 (dB) （ 2 ） PR 的 计 算 PR = PT / ( 1 0 7 .8 0 7 ) = 1 0 ( W ) / ( 1 0 7 .8 0 7 ) = 1 ( W ) / ( 1 0 0 .8 0 7 ) = 1 ( W ) / 6 .4 1 2 = 0 .1 5 6 ( W ) = 1 5 6 ( mW ) # 顺 便 指 出 ， 1 .9 GHz电 波 在 穿 透 一 层 砖 墙 时 ， 大 约 损 失 (1 0 1 5 ) dB . 2 .1 超短波和微波的传播视距 2 .2 极 限 直 视 距 离2 .1 超短波和微波的传播视距 2 .2 极 限 直 视 距 离 超 短 波 特 别 是 微 波 ， 频 率 很 高 ， 波 长 很 短 ， 它 的 地 表 面 波 衰 减 很 快 ， 因 此 不 能依 靠 地 表 面 波 作 较 远 距 离 的 传 播 。 超 短 波 特 别 是 微 波 ， 主 要 是 由 空 间 波 来 传 播 的 。简 单 地 说 ， 空 间 波 是 在 空 间 范 围 内 沿 直 线 方 向 传 播 的 波 。 显 然 ， 由 于 地 球 的 曲 率 使空 间 波 传 播 存 在 一 个 极 限 直 视 距 离 Rmax 。 在 最 远 直 视 距 离 之 内 的 区 域 ， 习 惯 上 称 为照 明 区 ； 极 限 直 视 距 离 Rmax以 外 的 区 域 ， 则 称 为 阴 影 区 。 不 言 而 语 ， 利 用 超 短 波 、微 波 进 行 通 信 时 ， 接 收 点 应 落 在 发 射 天 线 极 限 直 视 距 离 Rmax内 。 受 地 球 曲 率 半 径 的 影 响 ， 极 限 直 视 距 离 Rmax 和 发 射 天 线 与 接 收 天 线 的 高 度 HT 与 HR间 的 关 系 为 ： Rmax 3 .5 7 HT (m) +HR (m) (km)天线的基本知识RT RT RR 接 收 天 线 高 HR 发 射 天 线 高 HT 考 虑 到 大 气 层 对 电 波 的 折 射 作 用 ， 极 限 直 视 距 离 应 修 正 为 Rmax 4 .1 2 HT (m) +HR (m) (km) 由 于 电 磁 波 的 频 率 远 低 于 光 波 的 频 率 ， 电 波 传 播 的 有 效 直 视 距 离 Re 约 为 极 限 直 视距 离 Rmax 的 7 0 % ， 即 Re = 0 .7 Rmax . 例 如 ， HT 与 HR 分 别 为 4 9 m 和 1 .7 m， 则 有 效 直 视 距 离 为 Re = 24 km . 2 .3 电波在平面地上的传播特征2 .3 电波在平面地上的传播特征 由 发 射 天 线 直 接 射 到 接 收 点 的 电 波 称 为 直 射 波 ； 发 射 天 线 发 出 的 指 向 地 面 的 电波 ， 被 地 面 反 射 而 到 达 接 收 点 的 电 波 称 为 反 射 波 。 显 然 ， 接 收 点 的 信 号 应 该 是 直 射波 和 反 射 波 的 合 成 。 电 波 的 合 成 不 会 象 1 + 1 = 2 那 样 简 单 地 代 数 相 加 ， 合 成 结 果会 随 着 直 射 波 和 反 射 波 间 的 波 程 差 的 不 同 而 不 同 。 波 程 差 为 半 个 波 长 的 奇 数 倍 时 ，直 射 波 和 反 射 波 信 号 相 加 ， 合 成 为 最 大 ； 波 程 差 为 一 个 波 长 的 倍 数 时 ， 直 射 波 和 反射 波 信 号 相 减 ， 合 成 为 最 小 。 可 见 ， 地 面 反 射 的 存 在 ， 使 得 信 号 强 度 的 空 间 分 布 变得 相 当 复 杂 。 实 际 测 量 指 出 ： 在 一 定 的 距 离 Ri之 内 ， 信 号 强 度 随 距 离 或 天 线 高 度 的 增 加 都 会作 起 伏 变 化 ； 在 一 定 的 距 离 Ri之 外 ， 随 距 离 的 增 加 或 天 线 高 度 的 减 少 ， 信 号 强 度 将 。单 调 下 降 。 理 论 计 算 给 出 了 这 个 Ri 和 天 线 高 度 HT与 HR 的 关 系 式 ： Ri = （ 4 HT HR ） / ， 是 波 长 。 不 言 而 喻 ， Ri 必 须 小 于 极 限 直 视 距 离 Rmax 。天线的基本知识 2 .4 电波的多径传播2 .4 电波的多径传播 在 超 短 波 、 微 波 波 段 ， 电 波 在 传 播 过 程 中 还 会 遇 到 障 碍 物 (例 如 楼 房 、 高 大 建 筑物 或 山 丘 等 ) 对 电 波 产 生 反 射 。 因 此 ， 到 达 接 收 天 线 的 还 有 多 种 反 射 波 （ 广 意 地 说 ，地 面 反 射 波 也 应 包 括 在 内 ） ， 这 种 现 象 叫 为 多 径 传 播 。 由 于 多 径 传 输 ， 使 得 信 号 场 强 的 空 间 分 布 变 得 相 当 复 杂 ， 波 动 很 大 ， 有 的地 方 信 号 场 强 增 强 ， 有 的 地 方 信 号 场 强 减 弱 ； 也 由 于 多 径 传 输 的 影 响 ， 还 会 使 电 波的 极 化 方 向 发 生 变 化 。 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 、 微 波 的 反 射 能 力 比 砖 墙 强 。 我 们 应 尽 量 克 服 多 径 传 输 效 应 的负 面 影 响 ， 这 也 正 是 在 通 信 质 量 要 求 较 高 的 通 信 网 中 ， 人 们 常 常 采 用 空 间 分 集 技 术或 极 化 分 集 技 术 的 缘 由 。 天线的基本知识 2 .5 电波的绕射传播2 .5 电波的绕射传播 在 传 播 途 径 中 遇 到 大 障 碍 物 时 ， 电 波 会 绕 过 障 碍 物 向 前 传 播 ， 这 种 现 象 叫 做 电波 的 绕 射 。 超 短 波 、 微 波 的 频 率 较 高 ， 波 长 短 ， 绕 射 能 力 弱 ， 在 高 大 建 筑 物 后 面 信号 强 度 小 ， 形 成 所 谓 的 “ 阴 影 区 ” 。 信 号 质 量 受 到 影 响 的 程 度 ， 不 仅 和 建 筑 物 的 高度 有 关 ， 和 接 收 天 线 与 建 筑 物 之 间 的 距 离 有 关 ， 还 和 频 率 有 关 。 例 如 有 一 个 建 筑 物 ，其 高 度 为 1 0 米 ， 在 建 筑 物 后 面 距 离 2 0 0 米 处 ， 接 收 的 信 号 质 量 几 乎 不 受 影 响 ， 但 在 1 0 0 米 处 ， 接 收 信 号 场 强 比 无 建 筑 物 时 明 显 减 弱 。 注 意 ， 诚 如 上 面 所 说 过 的 那 样 ， 减弱 程 度 还 与 信 号 频 率 有 关 ， 对 于 2 1 6 2 2 3 兆 赫 的 射 频 信 号 ， 接 收 信 号 场 强 比 无 建筑 物 时 低 1 6 dB， 对 于 6 7 0 兆 赫 的 射 频 信 号 ， 接 收 信 号 场 强 比 无 建 筑 物 时 低 2 0 dB .如果 建 筑 物 高 度 增 加 到 5 0 米 时 ， 则 在 距 建 筑 物 1 0 0 0 米 以 内 ， 接 收 信 号 的 场 强 都 将 受到 影 响 而 减 弱 。 也 就 是 说 ， 频 率 越 高 、 建 筑 物 越 高 、 接 收 天 线 与 建 筑 物 越 近 ， 信 号强 度 与 通 信 质 量 受 影 响 程 度 越 大 ； 相 反 ， 频 率 越 低 ， 建 筑 物 越 矮 、 接 收 天 线 与 建 筑物 越 远 ， 影 响 越 小 。 因 此 ， 选 择 基 站 场 地 以 及 架 设 天 线 时 ， 一 定 要 考 虑 到 绕 射 传 播 可 能 产 生 的 各 种不 利 影 响 ， 注 意 到 对 绕 射 传 播 起 影 响 的 各 种 因 素 。 天线的基本知识 3 传输线的几个基本概念3 .1 传 输 线 的 种 类 3 传输线的几个基本概念 连 接 天 线 和 发 射 机 输 出 端 （ 或 接 收 机 输 入 端 ） 的 电 缆 称 为 传 输 线 或 馈 线 。 传 输 线的 主 要 任 务 是 有 效 地 传 输 信 号 能 量 ， 因 此 ， 它 应 能 将 发 射 机 发 出 的 信 号 功 率 以 最 小的 损 耗 传 送 到 发 射 天 线 的 输 入 端 ， 或 将 天 线 接 收 到 的 信 号 以 最 小 的 损 耗 传 送 到 接 收机 输 入 端 ， 同 时 它 本 身 不 应 拾 取 或 产 生 杂 散 干 扰 信 号 ， 这 样 ， 就 要 求 传 输 线 必 须 屏蔽 。 顺 便 指 出 ， 当 传 输 线 的 物 理 长 度 等 于 或 大 于 所 传 送 信 号 的 波 长 时 ， 传 输 线 又 叫 做长 线 。 3 .1 传 输 线 的 种 类 超 短 波 段 的 传 输 线 一 般 有 两 种 ： 平 行 双 线 传 输 线 和 同 轴 电 缆 传 输 线 ； 微 波 波 段 的传 输 线 有 同 轴 电 缆 传 输 线 、 波 导 和 微 带 。 平 行 双 线 传 输 线 由 两 根 平 行 的 导 线 组 成 它是 对 称 式 或 平 衡 式 的 传 输 线 ， 这 种 馈 线 损 耗 大 ， 不 能 用 于 UHF频 段 。 同 轴 电 缆 传 输 线的 两 根 导 线 分 别 为 芯 线 和 屏 蔽 铜 网 ， 因 铜 网 接 地 ， 两 根 导 体 对 地 不 对 称 ， 因 此 叫 做不 对 称 式 或 不 平 衡 式 传 输 线 。 同 轴 电 缆 工 作 频 率 范 围 宽 ， 损 耗 小 ， 对 静 电 耦 合 有 一定 的 屏 蔽 作 用 ， 但 对 磁 场 的 干 扰 却 无 能 为 力 。 使 用 时 切 忌 与 有 强 电 流 的 线 路 并 行 走向 ， 也 不 能 靠 近 低 频 信 号 线 路 。 天线的基本知识 3 .2 传 输 线 的 特 性 阻 抗3 .2 传 输 线 的 特 性 阻 抗 无 限 长 传 输 线 上 各 处 的 电 压 与 电 流 的 比 值 定 义 为 传 输 线 的 特 性 阻 抗 ， 用 0 表 示 。 同 轴 电 缆 的 特 性 阻 抗 的 计 算 公 式 为 。 6 0 /r Log ( D/d ) 欧 。 式 中 ， D 为 同 轴 电 缆 外 导 体 铜 网 内 径 ； d 为 同 轴 电 缆 芯 线 外 径 ； r为 导 体 间 绝 缘 介 质 的 相 对 介 电 常 数 。 通 常 0 = 5 0 欧 ， 也 有 0 = 7 5 欧 的 。 由 上 式 不 难 看 出 ， 馈 线 特 性 阻 抗 只 与 导 体 直 径 D和 d以 及 导 体 间 介 质 的 介 电 常 数 r有 关 ， 而 与 馈 线长 短 、 工 作 频 率 以 及 馈 线 终 端 所 接 负 载 阻 抗 无 关 。 天线的基本知识 3 .3 馈 线 的 衰 减 系 数天线的基本知识3 .3 馈 线 的 衰 减 系 数 信 号 在 馈 线 里 传 输 ， 除 有 导 体 的 电 阻 性 损 耗 外 ， 还 有 绝 缘 材 料 的 介 质 损 耗 。 这 两 种 损 耗 随馈 线 长 度 的 增 加 和 工 作 频 率 的 提 高 而 增 加 。 因 此 ， 应 合 理 布 局 尽 量 缩 短 馈 线 长 度 。 单 位 长 度 产 生 的 损 耗 的 大 小 用 衰 减 系 数 表 示 ， 其 单 位 为 dB / m （ 分 贝 米 ） ， 电 缆 技 术说 明 书 上 的 单 位 大 都 用 dB / 1 0 0 m（ 分 贝 百 米 ） . 设 输 入 到 馈 线 的 功 率 为 1 ， 从 长 度 为 L（ m ） 的 馈 线 输 出 的 功 率 为 2 ， 传 输 损 耗 TL可 表示 为 ： TL 1 0 Lg ( 1 / 2 ) ( dB ) 衰 减 系 数 为 TL / L ( dB / m ) 例 如 ， NOKIA 7 / 8 英 寸 低 耗 电 缆 ， 9 0 0 MHz 时 衰 减 系 数 为 4 .1 dB / 1 0 0 m ， 也 可 写 成 3 dB / 7 3 m ， 也 就 是 说 ， 频 率 为 9 0 0 MHz 的 信 号 功 率 ， 每 经 过 7 3 m 长 的 这 种 电 缆 时 ，功 率 要 少 一 半 。 而 普 通 的 非 低 耗 电 缆 ， 例 如 ， SYV-9 -5 0 -1 ， 9 0 0 MHz 时 衰 减 系 数 为 2 0 .1 dB / 1 0 0 m ，也 可 写 成 3 dB / 1 5 m ， 也 就 是 说 ， 频 率 为 9 0 0 MHz 的 信 号 功 率 ， 每 经 过 1 5 m 长 的 这 种 电缆 时 ， 功 率 就 要 少 一 半 ！ 3 .4 匹配概念3 .4 匹配概念 什 么 叫 匹 配 ？ 简 单 地 说 ， 馈 线 终 端 所 接 负 载 阻 抗 L 等 于 馈 线 特 性 阻 抗 0 时 ， 称为 馈 线 终 端 是 匹 配 连 接 的 。 匹 配 时 ， 馈 线 上 只 存 在 传 向 终 端 负 载 的 入 射 波 ， 而 没 有 由终 端 负 载 产 生 的 反 射 波 ， 因 此 ， 当 天 线 作 为 终 端 负 载 时 ， 匹 配 能 保 证 天 线 取 得 全 部 信号 功 率 。 如 下 图 所 示 ， 当 天 线 阻 抗 为 5 0 欧 时 ， 与 5 0 欧 的 电 缆 是 匹 配 的 ， 而 当 天 线 阻抗 为 8 0 欧 时 ， 与 5 0 欧 的 电 缆 是 不 匹 配 的 。 如 果 天 线 振 子 直 径 较 粗 ， 天 线 输 入 阻 抗 随 频 率 的 变 化 较 小 ， 容 易 和 馈 线 保 持 匹 配 ，这 时 天 线 的 工 作 频 率 范 围 就 较 宽 。 反 之 ， 则 较 窄 。 在 实 际 工 作 中 ， 天 线 的 输 入 阻 抗 还 会 受 到 周 围 物 体 的 影 响 。 为 了 使 馈 线 与 天 线 良好 匹 配 ， 在 架 设 天 线 时 还 需 要 通 过 测 量 ， 适 当 地 调 整 天 线 的 局 部 结 构 ， 或 加 装 匹 配 装置 。天线的基本知识电 缆 50 ohms 50 ohms 80 ohms天 线 3 .5 反射损耗3 .5 反射损耗 前 面 已 指 出 ， 当 馈 线 和 天 线 匹 配 时 ， 馈 线 上 没 有 反 射 波 ， 只 有 入 射 波 ， 即 馈 线 上 传 输的 只 是 向 天 线 方 向 行 进 的 波 。 这 时 ， 馈 线 上 各 处 的 电 压 幅 度 与 电 流 幅 度 都 相 等 ， 馈 线 上任 意 一 点 的 阻 抗 都 等 于 它 的 特 性 阻 抗 。 而 当 天 线 和 馈 线 不 匹 配 时 ， 也 就 是 天 线 阻 抗 不 等 于 馈 线 特 性 阻 抗 时 ， 负 载 就 只 能 吸收 馈 线 上 传 输 的 部 分 高 频 能 量 ， 而 不 能 全 部 吸 收 ， 未 被 吸 收 的 那 部 分 能 量 将 反 射 回 去 形成 反 射 波 。天线的基本知识传 输 线 50 ohms 天 线 75 ohms朝 前 1 0 W返 回 0 .4 W这 里 的 反 射 损 耗 为 10Lg(10/0.4) = 14dB 辐 射 9.6 W例 如 ， 在 右 图 中 ， 由 于 天 线 与 馈 线 的 阻 抗 不 同， 一 个 为 75 ohms， 一 个 为 50 ohms ， 阻 抗 不 匹 配， 其 结 果 是 3 .6 电压驻波比3 .6 电压驻波比 在 不 匹 配 的 情 况 下 , 馈 线 上 同 时 存 在 入 射 波 和 反 射 波 。 在 入 射 波 和 反 射 波 相 位 相 同 的地 方 ， 电 压 振 幅 相 加 为 最 大 电 压 振 幅 max ， 形 成 波 腹 ； 而 在 入 射 波 和 反 射 波 相 位 相 反 的地 方 电 压 振 幅 相 减 为 最 小 电 压 振 幅 min ， 形 成 波 节 。 其 它 各 点 的 振 幅 值 则 介 于 波 腹 与 波节 之 间 。 这 种 合 成 波 称 为 行 驻 波 。 反 射 波 电 压 和 入 射 波 电 压 幅 度 之 比 叫 作 反 射 系 数 ， 记 为 R 反 射 波 幅 度 （ L 0） R 入 射 波 幅 度 （ L 0 ） 波 腹 电 压 与 波 节 电 压 幅 度 之 比 称 为 驻 波 系 数 ， 也 叫 电 压 驻 波 比 ， 记 为 VSWR 波 腹 电 压 幅 度 max （ 1 + R） VSWR 波 节 电 压 辐 度 min （ 1 - R）终 端 负 载 阻 抗 L 和 特 性 阻 抗 0 越 接 近 ， 反 射 系 数 R 越 小 ， 驻 波 比 VSWR 越 接 近 于 ，匹 配 也 就 越 好 。天线的基本知识 3 .7 平衡装置3 .7 平衡装置 信 号 源 或 负 载 或 传 输 线 ， 根 据 它 们 对 地 的 关 系 ， 都 可 以 分 成 平 衡 和 不 平 衡 两 类 。 若 信 号 源 两 端 与 地 之 间 的 电 压 大 小 相 等 、 极 性 相 反 ， 就 称 为 平 衡 信 号 源 ， 否 则 称 为不 平 衡 信 号 源 ； 若 负 载 两 端 与 地 之 间 的 电 压 大 小 相 等 、 极 性 相 反 ， 就 称 为 平 衡 负 载 ， 否则 称 为 不 平 衡 负 载 ； 若 传 输 线 两 导 体 与 地 之 间 阻 抗 相 同 ， 则 称 为 平 衡 传 输 线 ， 否 则 为 不平 衡 传 输 线 。 在 不 平 衡 信 号 源 与 不 平 衡 负 载 之 间 应 当 用 同 轴 电 缆 连 接 ， 在 平 衡 信 号 源 与 平 衡 负 载之 间 应 当 用 平 行 双 线 传 输 线 连 接 ， 这 样 才 能 有 效 地 传 输 信 号 功 率 ， 否 则 它 们 的 平 衡 性 或不 平 衡 性 将 遭 到 破 坏 而 不 能 正 常 工 作 。 如 果 要 用 不 平 衡 传 输 线 与 平 衡 负 载 相 连 接 ， 通 常的 办 法 是 在 粮 者 之 间 加 装 “ 平 衡 不 平 衡 ” 的 转 换 装 置 ， 一 般 称 为 平 衡 变 换 器 。 天线的基本知识 3 .7 .1 二分之一波长平衡变换器 3 .7 .1 二分之一波长平衡变换器 又 称 “ ” 形 管 平 衡 变 换 器 ， 它 用 于 不 平 衡 馈 线 同 轴 电 缆 与 平 衡 负 载 半 波 对 称 振 子之 间 的 连 接 。 “ ” 形 管 平 衡 变 换 器 还 有 1 :4 的 阻 抗 变 换 作 用 。 移 动 通 信 系 统 采 用 的 同轴 电 缆 特 性 阻 抗 通 常 为 5 0 欧 ， 所 以 在 YAGI天 线 中 ， 采 用 了 折 合 半 波 振 子 ， 使 其 阻 抗 调 整到 2 0 0 欧 左 右 ， 实 现 最 终 与 主 馈 线 5 0 欧 同 轴 电 缆 的 阻 抗 匹 配 。天线的基本知识等 效 为 RL/2RL/2 /2 3 .7 .2 四分之一波长平衡-不平衡器 3 .7 .2 四分之一波长平衡-不平衡器 利 用 四 分 之 一 波 长 短 路 传 输 线 终 端 为 高 频 开 路 的 性 质 实 现 天 线 平 衡 输 入 端 口 与 同 轴馈 线 不 平 衡 输 出 端 口 之 间 的 平 衡 -不 平 衡 变 换 。 天线的基本知识同 轴 馈 线导 电 反 射