天饋系統(tǒng)分類(lèi)

天線(xiàn)對(duì)空間不同方向具有不同的輻射或接收能力，這就是天線(xiàn)的方向性。衡量天線(xiàn)方向性通常使用方向圖，在水平面上，輻射與接收無(wú)最大方向的天線(xiàn)稱(chēng)為全向天線(xiàn)，有一個(gè)或多個(gè)最 大方向的天線(xiàn)稱(chēng)為定向天線(xiàn)。全向天線(xiàn)由于其無(wú)方向性，所以多用在點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信的中心臺(tái)。定向天線(xiàn)由于具有最大輻射或接收方向，因此能量集中，增益相對(duì)全向天線(xiàn)要高，適合于遠(yuǎn)距離點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，同時(shí)由于具有方向性，抗干擾能力比較強(qiáng)。

天饋系統(tǒng)主要包括天線(xiàn)和饋線(xiàn)系統(tǒng)兩大類(lèi)。

a) 吸盤(pán)天線(xiàn):價(jià)格適中、安裝方便、增益適中，適合于安裝在移動(dòng)車(chē)輛上，或吸附在金屬物體上。一般增益在2.6dB、5 dB等幾種。

b) 防盜天線(xiàn):價(jià)格適中、安裝方便、增益同吸盤(pán)天線(xiàn)，安裝在金屬箱體外時(shí)從箱體外無(wú)法拆除，故名為防盜天線(xiàn)。

c) 低增益全向天線(xiàn):增益為3.5dB，安裝需有固定支架，適合遠(yuǎn)距離多點(diǎn)傳輸。

d) 高增益全向天線(xiàn):增益為8.5dB，安裝需有固定支架，適合遠(yuǎn)距離多點(diǎn)傳輸。

e) 定向天線(xiàn):增益很高，為12dB，安裝需有固定支架，適合遠(yuǎn)距離固定方向傳輸。

a) 50―3(阻抗50Ω,截面3)的饋線(xiàn)損耗為0.2dB/m.

b) 50―7(阻抗50Ω,截面7)的饋線(xiàn)損耗為0.1dB/m

c) 50―9(阻抗50Ω,截面9)的饋線(xiàn)損耗為0.07dB/m。

饋線(xiàn)是連接電臺(tái)與天線(xiàn)的重要設(shè)備。不同粗細(xì)、不同質(zhì)量的饋線(xiàn)對(duì)通信距離會(huì)產(chǎn)生很大的影響。

信號(hào)在饋線(xiàn)里傳輸，除有導(dǎo)體的電阻性損耗外，還有絕緣材料的介質(zhì)損耗。這兩種損耗隨饋線(xiàn)長(zhǎng)度的增加和工作頻率的提高而增加。

因此，應(yīng)合理布局盡量縮短饋線(xiàn)長(zhǎng)度。

無(wú)限長(zhǎng)傳輸線(xiàn)上各處的電壓與電流的比值定義為傳輸線(xiàn)的特性阻抗，用Z0 表示。 同軸電纜的特性阻抗的計(jì)算公式為 :Z0=〔60/√εr〕×Ln( D/d ) [ 歐] 式中:D 為同軸電纜外導(dǎo)體銅網(wǎng)內(nèi)徑;d 為同軸電纜芯線(xiàn)外徑;εr為導(dǎo)體間絕緣介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)。通常Z0 = 50 歐 ，也有Z0 = 75 歐的。 由公式不難看出，饋線(xiàn)特性阻抗只與導(dǎo)體直徑D和d的比值以及導(dǎo)體間介質(zhì)的介電常數(shù)εr有關(guān)，而與饋線(xiàn)長(zhǎng)短、工作頻率以及饋線(xiàn)終端所接負(fù)載阻抗無(wú)關(guān)。

信號(hào)在饋線(xiàn)里傳輸，除有導(dǎo)體的電阻性損耗外，還有絕緣材料的介質(zhì)損耗。這兩種損耗隨饋線(xiàn)長(zhǎng)度的增加和工作頻率的提高而增加。因此，應(yīng)合理布局盡量縮短饋線(xiàn)長(zhǎng)度。

單位長(zhǎng)度產(chǎn)生的損耗的大小用衰減系數(shù) β 表示，其單位為 dB / m (分貝/米)，電纜技術(shù)說(shuō)明書(shū)上的單位大都用 dB / 100 m(分貝/百米)。 設(shè)輸入到饋線(xiàn)的功率為P1 ，從長(zhǎng)度為 L(m ) 的饋線(xiàn)輸出的功率為P2 ，傳輸損耗TL可表示為:TL = 10 ×Lg ( P1 /P2 ) ( dB )

衰減系數(shù)為:β = TL / L ( dB / m )

例如， NOKIA 7 / 8英寸低耗電纜， 900MHz 時(shí)衰減系數(shù)為 β = 4.1 dB / 100 m ，也可寫(xiě)成β = 3 dB / 73 m ， 也就是說(shuō)， 頻率為 900MHz 的信號(hào)功率，每經(jīng)過(guò) 73 m 長(zhǎng)的這種電纜時(shí)，功率要少一半。 而普通的非低耗電纜，例如， SYV-9-50-1， 900MHz 時(shí)衰減系數(shù)為 β = 20.1 dB / 100 m ，也可寫(xiě)成 β = 3 dB / 15 m ， 也就是說(shuō)， 頻率為 900MHz 的信號(hào)功率，每經(jīng)過(guò)15 m 長(zhǎng)的這種電纜時(shí)，功率就要少一半。

什么叫匹配?簡(jiǎn)單地說(shuō)，饋線(xiàn)終端所接負(fù)載阻抗ZL 等于饋線(xiàn)特性阻抗Z0 時(shí)，稱(chēng)為饋線(xiàn)終端是匹配連接的。匹配時(shí)，饋線(xiàn)上只存在傳向終端負(fù)載的入射波，而沒(méi)有由終端負(fù)載產(chǎn)生的反射波，因此，當(dāng)天線(xiàn)作為終端負(fù)載時(shí)，匹配能保證天線(xiàn)取得全部信號(hào)功率。當(dāng)天線(xiàn)阻抗為50歐時(shí)，與50歐的電纜是匹配的，而當(dāng)天線(xiàn)阻抗為80歐時(shí)，與50歐的電纜是不匹配的。

,如果天線(xiàn)振子直徑較粗，天線(xiàn)輸入阻抗隨頻率的變化較小，容易和饋線(xiàn)保持匹配，這時(shí)天線(xiàn)的工作頻率范圍就較寬。反之，則較窄。在實(shí)際工作中，天線(xiàn)的輸入阻抗還會(huì)受到周?chē)矬w的影響。為了使饋線(xiàn)與天線(xiàn)良好匹配，在架設(shè)天線(xiàn)時(shí)還需要通過(guò)測(cè)量，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整天線(xiàn)的局部結(jié)構(gòu)，或加裝匹配裝置。

前面已指出，當(dāng)饋線(xiàn)和天線(xiàn)匹配時(shí)，饋線(xiàn)上沒(méi)有反射波，只有入射波，即饋線(xiàn)上傳輸?shù)闹皇窍蛱炀€(xiàn)方向行進(jìn)的波。這時(shí)，饋線(xiàn)上各處的電壓幅度與電流幅度都相等，饋線(xiàn)上任意一點(diǎn)的阻抗都等于它的特性阻抗.

而當(dāng)天線(xiàn)和饋線(xiàn)不匹配時(shí)，也就是天線(xiàn)阻抗不等于饋線(xiàn)特性阻抗時(shí)，負(fù)載就只能吸收饋線(xiàn)上傳輸?shù)牟糠指哳l能量，而不能全部吸收，未被吸收的那部分能量將反射回去形成反射波。

電壓駐波比 在不匹配的情況下, 饋線(xiàn)上同時(shí)存在入射波和反射波。在入射波和反射波相位相同的地方，電壓振幅相加為最大電壓振幅Vmax ，形成波腹;而在入射波和反射波相位相反的地方電壓振幅相減為最小電壓振幅Vmin ，形成波節(jié)。其它各點(diǎn)的振幅值則介于波腹與波節(jié)之間。這種合成波稱(chēng)為行駐波。

反射波電壓和入射波電壓幅度之比叫作反射系數(shù)，記為 R i @ `$C N

反射波幅度 (ZL-Z0) ~,_5w7|0u,[

R = ───── = ─────── 'i y$o L!b

入射波幅度 (ZL+Z0 )

波腹電壓與波節(jié)電壓幅度之比稱(chēng)為駐波系數(shù)，也叫電壓駐波比，記為 VSWR

波腹電壓幅度Vmax (1 + R)

波節(jié)電壓輻度Vmin (1 - R)

終端負(fù)載阻抗ZL 和特性阻抗Z0 越接近，反射系數(shù) R 越小，駐波比VSWR 越接近于1，匹配也就越好。 愛(ài)立信

天饋系統(tǒng)就天線(xiàn)系統(tǒng)和饋線(xiàn)系統(tǒng)的合稱(chēng).

答:天線(xiàn)作為無(wú)線(xiàn)通信不可缺少的一部分，其基本功能是輻射和接收無(wú)線(xiàn)電波。發(fā)射時(shí)，把高頻電流轉(zhuǎn)換為電磁波;接收時(shí)，把電磁波轉(zhuǎn)換為高頻電流。

答:天線(xiàn)品種繁多，主要有下列幾種分類(lèi)方式:

按用途可分為基地臺(tái)天線(xiàn)(base station antenna)和移動(dòng)臺(tái)天線(xiàn)(mobile portable antennas)

按工作頻段可劃分為超長(zhǎng)波、長(zhǎng)波、中波、短波、超短波和微波;

按其方向可劃分為全向和定向天線(xiàn);

答:天線(xiàn)作為通信系統(tǒng)的重要組成部分，其性能的好壞直接影響通信系統(tǒng)的指標(biāo)，用戶(hù)在選擇天線(xiàn)時(shí)必須首先注重其性能。具體說(shuō)有兩個(gè)方面，第一選擇天線(xiàn)類(lèi)型;第二選擇天線(xiàn)的電氣性能。選擇天線(xiàn)類(lèi)型的意義是:所選天線(xiàn)的方向圖是否符合系統(tǒng)設(shè)計(jì)中電波覆蓋的要求;選擇天線(xiàn)電氣性能的要求是:選擇天線(xiàn)的頻率帶寬、增益、額定功率等電氣指標(biāo)是否符合系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。因此，用戶(hù)在選擇天線(xiàn)時(shí)最好向廠(chǎng)家聯(lián)系咨詢(xún)。

答:增益是天線(xiàn)的主要指標(biāo)之一，它是方向系數(shù)與效率的乘積，是天線(xiàn)輻射或接收電波大小的表現(xiàn)。增益大小的選擇取決于系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)電波覆蓋區(qū)域的要求，簡(jiǎn)單地說(shuō)，在同等條件下，增益越高，電波傳播的距離越遠(yuǎn)，一般基地臺(tái)天線(xiàn)采用高增益天線(xiàn)，移動(dòng)臺(tái)天線(xiàn)采用低增益天線(xiàn)。

答:天線(xiàn)輸入阻抗和饋線(xiàn)的特性阻抗不一致時(shí)，產(chǎn)生的反射波和入射波在饋線(xiàn)上疊加形成的磁波，其相鄰電壓的最大值和最小值之比是電壓駐波比，它是檢驗(yàn)饋線(xiàn)傳輸效率的依據(jù)，電壓駐波比小于1.5，在工作頻點(diǎn)的電壓駐波比小于1.2，電壓駐波比過(guò)大，將縮短通信距離，而且反射功率將返回發(fā)射機(jī)功放部分，容易燒壞功放管，影響通信系統(tǒng)正常工作。

電壓駐波比 1.0 1.1 1.2 1.5 2.0 3.0

反射功率% 0 0.2 0.8 4.0 11.1 25.0

傳輸功率% 100 99.8 99.2 96 88.9 75.0

答:天線(xiàn)對(duì)空間不同方向具有不同的輻射或接收能力，這就是天線(xiàn)的方向性。衡量天線(xiàn)方向性通常使用方向圖，在水平面上，輻射與接收無(wú)最大方向的天線(xiàn)稱(chēng)為全向天線(xiàn)，有一個(gè)或多個(gè)最大方向的天線(xiàn)稱(chēng)為定向天線(xiàn)。全向天線(xiàn)由于其無(wú)方向性，所以多用在點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信的中心臺(tái)。定向天線(xiàn)由于具有最大輻射或接收方向，因此能量集中，增益相對(duì)全向天線(xiàn)要高，適合于遠(yuǎn)距離點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，同時(shí)由于具有方向性，抗干擾能力比較強(qiáng)。

答:天線(xiàn)的電參數(shù)一般都于工作頻率有關(guān)，保證電參數(shù)指標(biāo)容許的頻率變化范圍，即是天線(xiàn)的工作頻帶寬度。一般全向天線(xiàn)的工作帶寬能達(dá)到工作頻率范圍的3-5%，定向天線(xiàn)的工作帶寬能達(dá)到工作頻率的5-10%。

答:移動(dòng)通信系統(tǒng)常使用特性阻抗為50歐的同軸電纜作為饋線(xiàn)。為了有效地把電波傳輸?shù)教炀€(xiàn)接口，應(yīng)盡量減小饋線(xiàn)的傳輸損耗。傳輸損耗取決于電纜的直徑和長(zhǎng)度，同一頻率下電纜直徑越大，損耗越小，電纜越長(zhǎng)損耗越大，原則上，要求電纜的傳輸損耗不宜超過(guò)3分貝。下表列出常用電纜的衰減值(db/m)，用戶(hù)可根據(jù)自已情況，合理選擇電纜型號(hào)及長(zhǎng)度。

頻率型號(hào) 150MHz 400MHz 900MHz

SYV-50-7 0.121 0.203 0.295

CTC-50-7 0.060 0.100 0.165

CTC-50-9 0.050 0.085 0.135

CTC-50-12 0.040 0.060 0.105

進(jìn)口10D-FB 0.040 0.070 0.110

答:由于地形和環(huán)境的影響，天線(xiàn)接收到的電磁波是直射波、反射波及散射波的疊加，其結(jié)果決定了接收點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)幅度和相位，并直接影響天線(xiàn)的應(yīng)用效果。因此，選擇天線(xiàn)架設(shè)位置應(yīng)注意以下幾個(gè)方面:

1、 天線(xiàn)的發(fā)射或接收方向應(yīng)避開(kāi)障礙物(樓房、鐵塔、橋梁等);

2、 天線(xiàn)架設(shè)地點(diǎn)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離干擾源(高壓線(xiàn)、航線(xiàn)、鐵塔、公路等);

3、 天線(xiàn)應(yīng)盡量架設(shè)在附近的制高點(diǎn):

4、 如有幾付天線(xiàn)同在一個(gè)鐵塔上工作，應(yīng)特別注意它們之間的左右和上下的間距，以防相互耦合影響系統(tǒng)性能。

答:首先將天線(xiàn)、饋線(xiàn)和配套零部件按產(chǎn)品說(shuō)明的要求組裝好，然后在天線(xiàn)的支撐位置，用卡具固定于塔桿的天線(xiàn)支架上，并使天線(xiàn)與塔桿的平行間距大于使用波長(zhǎng)，減少塔桿對(duì)天線(xiàn)性能的影響。在天線(xiàn)端口處，將饋電線(xiàn)用連接器(或稱(chēng)電纜頭)與天線(xiàn)接好，彎一個(gè)直徑約五十倍于饋電線(xiàn)直徑的圓環(huán)固定于天線(xiàn)支架上，避免連接器部位直接受力而斷線(xiàn)或損壞。

答:天線(xiàn)與饋電線(xiàn)主要是靠連接器連接，采用自粘性橡膠密封帶，將其拉伸后，以半搭形式纏繞在接連器上，可起到良好的密封防水作用。另外，在饋電線(xiàn)進(jìn)入室內(nèi)處彎一個(gè)防水彎，可避免雨水沿饋電線(xiàn)進(jìn)入室內(nèi)設(shè)備。

答:天饋系統(tǒng)架設(shè)好后，應(yīng)由專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員使用專(zhuān)用檢測(cè)儀器進(jìn)行檢測(cè)。通常可在發(fā)射機(jī)和天饋系統(tǒng)之間串接通過(guò)式功率計(jì)，檢驗(yàn)設(shè)備發(fā)射機(jī)功率和反射功率的大小來(lái)判斷系統(tǒng)工作是否正常。