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如何理解天線駐波比--飛宇信
發(fā)布時間:
2019-08-05 16:49
電壓駐波比(VSWR)是射頻技術(shù)中最常用的參數(shù),用來衡量部件之間的匹配是否良好。
首先會想到測量一下天線系統(tǒng)的駐波比是否接近1:1,如果接近1:1,當然好。常常聽到這樣的問題:但如果不能達到1,會怎樣呢?駐波比小到幾,天線才算合格。VSWR及標稱阻抗發(fā)射機與天線匹配的條件是兩者阻抗的電阻分量相同、感抗部分互相抵消。如果發(fā)射機的阻抗不同,要求天線的阻抗也不同。
在電子管時代,一方面電子管本輸出阻抗高,另一方面低阻抗的同軸電纜還沒有得到推廣,流行的是特性阻抗為幾百歐的平行饋線,因此發(fā)射機的輸出阻抗多為幾百歐姆。而現(xiàn)代商品固態(tài)無線電通信機的天線標稱阻抗則多為50歐姆,因此商品VSWR表也是按50歐姆設(shè)計標度的。
影響天線效果的最重要因素:諧振讓我們用弦樂器的弦來加以說明。無論是提琴還是古箏,它的每一根弦在特定的長度和張力下,都會有自己的固有頻率。當弦以固有頻率振動時,兩端被固定不能移動,但振動方向的張力最大。中間擺動最大,但振動張力最松弛。這相當于自由諧振的總長度為1/2波長的天線,兩端沒有電流(電流波谷)而電壓幅度最大(電壓波腹),中間電流最大(電流波腹)而相鄰兩點的電壓最?。妷翰ü龋?。
我們要使這根弦發(fā)出最強的聲音,一是所要的聲音只能是弦的固有頻率,二是驅(qū)動點的張力與擺幅之比要恰當,即驅(qū)動源要和弦上驅(qū)動點的阻抗相匹配。具體表現(xiàn)就是拉弦的琴弓或者彈撥的手指要選在弦的適當位置上。我們在實際中不難發(fā)現(xiàn),拉弓或者撥弦位置錯誤會影響弦的發(fā)聲強度,但稍有不當還不至于影響太多,而要發(fā)出與琴弦固有頻率不同的聲響卻是十分困難的,此時弦上各點的振動狀態(tài)十分復(fù)雜、混亂,即使振動起來,各點對空氣的推動不是齊心合力的,發(fā)聲效率很低。
天線也是同樣,要使天線發(fā)射的電磁場最強,一是發(fā)射頻率必須和天線的固有頻率相同,二是驅(qū)動點要選在天線的適當位置。如果驅(qū)動點不恰當而天線與信號頻率諧振,效果會略受影響,但是如果天線與信號頻率不諧振,則發(fā)射效率會大打折扣。所以,在天線匹配需要做到的兩點中,諧振是最關(guān)鍵的因素。在早期的發(fā)信機,例如本期介紹的71型報話機中,天線電路只用串聯(lián)電感、電容的辦法取得與工作頻率的嚴格諧振,而進一步的阻抗配合是由線圈之間的固定耦合確定死的,在不同頻率下未必真正達到阻抗的嚴格匹配,但是實際效果證明只要諧振就足以好好工作了。因此在沒有條件做到VSWR絕對為1時,業(yè)余電臺天線最重要的調(diào)整是使整個天線電路與工作頻率諧振。
天線的駐波比和天線系統(tǒng)的駐波比
天線的VSWR需要在天線的饋電端測量。但天線饋電點常常高懸在空中,我們只能在天線電纜的下端測量VSWR,這樣測量的是包括電纜的整個天線系統(tǒng)的VSWR。當天線本身的阻抗確實為50歐姆純電阻、電纜的特性阻抗也確實是50歐姆時,測出的結(jié)果是正確的。當天線阻抗不是50歐姆時而電纜為50歐姆時,測出的VSWR值會嚴重受到天線長度的影響,只有當電纜的電器長度正好為波長的整倍數(shù)時、而且電纜損耗可以忽略不計時,電纜下端呈現(xiàn)的阻抗正好和天線的阻抗完全一樣。但即便電纜長度是整倍波長,但電纜有損耗,例如電纜較細、電纜的電氣長度達到波長的幾十倍以上,那么電纜下端測出的VSWR還是會比天線的實際VSWR低。
深圳市飛宇信電子有限公司成立于2007年,是一家專業(yè)從事無線通信產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)和銷售一體的高新技術(shù)型企業(yè)。專注于天線類、模塊類、應(yīng)用解決方案、應(yīng)用終端等產(chǎn)品的研制生產(chǎn)。聯(lián)系人:13802709089 楊經(jīng)理(微信同號)。
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天線是一種換能器件,它將電能轉(zhuǎn)換為電磁能,然后輻射到自由空間,或者將自由空間的電磁能轉(zhuǎn)換為電能。因此,轉(zhuǎn)換效率是考量天線性能的重要指標。根據(jù)天線設(shè)計方式不同還有諧振頻率,帶寬,增益,駐波比,特征阻抗等考量指標,根據(jù)天線原理不同還有極化方式等考量指標。
2021-01-19 16:06
天線總是在一定的頻率范圍(頻帶寬度)內(nèi)工作,其取決于指標的要求。滿足指標要求的頻率范圍即為天線的工作頻率。各種無線制式不同,運營商使用的頻段也不一樣,需要選擇合適頻段的天線。
2021-01-19 15:56
天線的諧振頻率會因為周圍不同的電磁環(huán)境而改變(介電常數(shù)影響),且電磁波隨著頻率的增加其繞射能力變差,難以穿過障礙物,故天線使用與周圍環(huán)境相關(guān)性強,需要附近無高大建筑物阻擋,周圍空間無強電磁干擾,吸盤天線怎么安裝信號好,這樣才能發(fā)揮其輻射和接收遠方信號的作用。
2021-01-15 11:55
小基站是一種從產(chǎn)品形態(tài)、發(fā)射功率、覆蓋范圍等方面,都相比傳統(tǒng)宏基站小得多(一般質(zhì)量在2-10kg 之類)的基站設(shè)備,同時也可以看作是低功率的無線接入點,既可使用許可頻率,也可融合WIFI 使用非許可頻率接入技術(shù)。小基站的功率一般在50mw-5w,覆蓋范圍在10-200 米。相比之下,宏基站的覆蓋范圍可以達到數(shù)公里。
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5G天線結(jié)構(gòu)與造價大有不同,從天線的結(jié)構(gòu)看,5G 射頻實現(xiàn)了從“RRU+天線”向有源天線AAU 的轉(zhuǎn)變。在目前廣泛應(yīng)用的分布式基站中,RRU 與BBU 分離并通過饋線與天線相連。Massive MIMO 技術(shù)將天線變成一體化有源天線AAU(Active Antenna Unit)。AAU 集成了RRU 與傳統(tǒng)天線的功能,數(shù)字接口獨立控制每個天線振子,構(gòu)成主動式天線陣列。由于射頻單元不再需要饋線和RRU相連,而是直接用光纖連接BBU,此前令人困擾的饋電損耗趨于零。同時,有源天線的部署變得更加容易,可以安裝在諸如路燈、電線桿等場合,從而減少站點租賃和運營成本。
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