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本文接續(xù)《天線基礎(chǔ)知識(shí)(一)》。

天線角度

天線角度是指天線分別與正北和水平兩方向形成的夾角，分別為方位角與下傾角。

天線按照方向性分為全向天線和定向天線，全向天線是水平面上360°發(fā)射或接收信號(hào)，故一般情況下所說(shuō)的天線角度是指定向天線的方位角和下傾角。

天線角度與天線增益有關(guān)，角度越小，增益越大。但在選擇增益指標(biāo)時(shí)并不是越高越好，關(guān)鍵在于滿足信號(hào)覆蓋要求。一般可通過(guò)調(diào)節(jié)天線方位角和下傾角的方法，可以控制天線信號(hào)覆蓋范圍。

? 方位角: 是從正北方向水平順時(shí)針旋至天線主瓣方向形成的角度。

? 下傾角: 是天線主瓣方向和水平面的夾角。

? 波瓣角: 是天線方向圖中低于主瓣峰值3dB處所形成的夾角。

天線增益

天線增益是指在相同輸入功率時(shí)，天線在某一規(guī)定方向上的輻射功率密度與參考天線(通常采用理想輻射點(diǎn)源)輻射功率密度的比值。表示天線增益的參數(shù)有dBd和dBi。

? dBd: 相對(duì)于對(duì)稱陣子天線的增益。

? dBi: 相對(duì)于點(diǎn)源天線的增益，在各方向的輻射是均勻的。

? 理想輻射點(diǎn)源: 是指理想的各向同性天線，即一個(gè)簡(jiǎn)單的點(diǎn)狀輻射源，在空間名個(gè)方向的輻射特性均相同。

天線增益用來(lái)衡量天線朝一個(gè)特定方向收發(fā)信號(hào)的能力，是選擇天線最重要的參數(shù)之一。增益與天線方向圖密切相關(guān)，方向圖主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。主瓣寬度與天線增益關(guān)系如圖所示。

波瓣寬度

波瓣寬度是指天線方向圖中低于主瓣峰值3dB處所形成的夾角寬度。波瓣寬度是定向天線常用的一個(gè)重要指標(biāo)。

? 主瓣: 不同天線有不同的方向圖，有些天線的方向圖呈現(xiàn)有許多花瓣的形狀，其中輻射強(qiáng)度最大的瓣稱為主瓣。

? 旁瓣: 天線的方向圖除主瓣外，其余的瓣稱為旁瓣或副瓣。

波瓣寬度越窄，方向性越好，作用距離越遠(yuǎn)，抗干擾能力越強(qiáng)。覆蓋時(shí)主要考慮主瓣，旁瓣通常會(huì)對(duì)周邊區(qū)域形成干擾，一般應(yīng)用中都要增強(qiáng)主瓣，抑制旁瓣。但在天線近點(diǎn)位置需要考慮借助旁瓣來(lái)消除覆蓋盲區(qū)。

天線的選擇

無(wú)線模塊傳輸距離主要受發(fā)射功率、接收靈敏度的影響。天線對(duì)上述參數(shù)影響尤為明顯。天線的諧振頻率、帶寬、增益、駐波比、特征阻抗等參數(shù)是考量天線性能的重要指標(biāo)。

工業(yè)無(wú)線短距離微功率通信模組，常見(jiàn)垂直極化，50歐特征阻抗的天線，用戶選擇天線需要主要考量諧振頻率，增益，駐波比三個(gè)參數(shù)。當(dāng)然天線類型是首要考慮的，陶瓷貼裝天線和軟板印刷體積小，安裝在產(chǎn)品殼體內(nèi)，不影響美觀;膠棒天線體積大，需要安裝在用戶產(chǎn)品殼體外部;吸盤天線具有較長(zhǎng)引線，可以安裝在用戶產(chǎn)品定距離之外，但是性能表現(xiàn)受其吸附物體影響。

? 諧振頻率，就是通常所說(shuō)的天線工作頻率。大多數(shù)用戶反映整體通信距離存在較大差異都是由于沒(méi)有選擇正確諧振頻率的天線造成的。

? 駐波比(電壓駐波比)，指天線駐波波腹電壓與波谷電壓幅度的比值。它反映天線與傳輸線系統(tǒng)的匹配程度，反映天線將電能轉(zhuǎn)化為電磁能的能力。理想情況下駐波比=1，表征傳輸線系統(tǒng)與天線完全匹配，天線將能量全部輻射到自由空間沒(méi)有能量反射到傳輸線;駐波比無(wú)窮大，表征全部能量被反射到傳輸線系統(tǒng)，沒(méi)有能量輻射到自由空間。因此選擇天線時(shí)駐波比參數(shù)越接近1越好，通常情況下天線駐波比低于2的都可以視為優(yōu)秀。

? 增益，在天線領(lǐng)域表示天線輻射集中程度。可見(jiàn)全向天線輻射能力也是具有方向性的，選擇或者安裝不當(dāng)也會(huì)影響整體性能表現(xiàn)。在相同的條件下，增益越高電磁波傳播的距離越遠(yuǎn)。但實(shí)際實(shí)施中，應(yīng)以波束和覆蓋目標(biāo)區(qū)相匹配為前提下合理選擇天線增益。

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