天线的基本功能是辐射和接收无线电波。发射时,把高频电流转换为电磁波;接收时,把电磁波转换为高频电流。天线的一般原理是:当导体上通以高频电流时,在其周围空间会产生电场与磁场。按电磁场在空间的分布特性,可分为近区、中间区、远区。设R为空间一点到导体的距离,是高频电流信号的波长,在R<λ/2π时的区域称近区,在该区内的电磁场与导体中电流、电压有紧密的联系;在R>A/2π的区域称为远区,在该区域内电磁场能离开导体向空间传播,它的变化相对于导体上的电流、电压就要滞后一段时间,此时传播出去的电磁波已不与导线上的电流、电压有直接的联系了,这区域的电磁场称为辐射场。
首先按天线用途分,可分为通信天线、导航天线、广播电视天线、雷达天线和卫星天线 ;按天线的辐射方向可划分,可为全向天线和定向天线;按工作波长可将天线分为超长波天线、长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线和微波天线;按馈电方式分,有对称天线和非对称天线,但无论是什么天线,都有它的频率工作范围,在这个频率范围内,它的工作效率是相对的。
天线有各种各样的形状下面简单的介绍几种:
【微波天线】工作于米波、分米波、厘米波、毫米波等波段的发射或接收天线,统称为微波天线。咱们的手机不管是CDMA 中国联通还是GSM中国移动,都离不开微波天线,微波主要靠空间波直线传播,通信距离比较近,为增通信距离,天线架设较高,这种天线是定向天线垂直极化天线。
【宽频带天线】方向性、阻抗和极化特性在一个很宽的波段内几乎保持不变的天线,称为宽频带天线。在微波通信,DCDMA通信,也就是计算机终端通信中使用比较多。
【调谐天线】仅在一个很窄的频带内,才具有预定方向性的天线,称为调谐天线或称调谐的定向天线。通常,调谐天线仅在它的调谐频率附近5[%]的波段内,其方向性才保持不变,而在其它频率上,方向性变化非常厉害,在CQ上常介绍的400M的J型天线(将振子弯折成相互平行的对称天线称为折合天线),就属于调谐天线。调谐天线不适于频率多变的短波通信。
【垂直天线】垂直天线是指与地面垂直放置的天线。它有对称与两种形式,不对称应用较广。对称垂直天线常常是中心馈电的。不对称垂直天线则在天线底端与地面之间馈电,其辐射方向在高度小于的情况下,集中在地面方向,不对称垂直天线又称垂直接地天线。为了提高效率,厂家按1/2波长的倍数制造了很多天线,X510.任丘4米都是这种天线
【倒L天线】在单根水平导线的一端连接一根垂直引下线而构成的天线。因其形状象英文字母L倒过来,故称倒L形天线。倒L天线一般用于长波通信。它的优点是结构简单、架设方便;缺点是占地面积大、耐久性差.
【T形天线】在水平导线的中央,接上一根垂直引下线,形状象英文字母T,故称T形天线。它是最常见的一种垂直接地的天线。它的水平部分辐射可忽略,产生辐射的是垂直部分。一般用于长波和中波通信。
【伞形天线】在单根垂直导线的顶部,向各个方向引下几根倾斜的导体,这样构成的天线形状象张开的雨伞,故称伞形天线。咱们去门头沟比赛,严格讲我们架设了一个伞型天线,因为架设复杂,我们成绩不太好,伞形天线特点和用途与倒L形、T形天线相同。
【鞭状天线】鞭状天线是一种可弯曲的垂直杆状天线,其长度一般为1/4或1/2波长。大多数鞭状天线都不用地线而用地网。小型鞭状天线常利用小型电台的金属外壳作地网。鞭状天线可用于小型通信机、步谈机、汽车收音机等,军用电台等。
【对称天线】两部分长度相等而中心断开并接以馈电的导线,可用作发射和接收天线,这样构成的天线叫做对称天线。因为天线有时也称为振子,所以对称天线又叫对称振子,或偶极天线。总长度为半个波长的对称振子,叫做半波振子,也叫做半波偶极天线。它是最基本的单元天线,用得也最广泛,很多复杂天线是由它组成的。半波振子结构简单,馈电方便,在近距离通信中应用较多。
【角形天线】属于对称天线的一类,但它的两臂不排列在一条直线上,而成90°或120°角,故称角形天线。这种天线一般是水平装置的,它的方向性是不显着。
【折合天线】将振子弯折成相互平行的对称天线称为折合天线。折合天线是一种调谐天线,特点,工作频率较窄。它在短波和超短波波段获得广泛应用。
【V及倒V形天线】是由彼此成一角度的两条导线或两个振子组成,形状象英文字母V型的天线,把V倒过来就叫倒V形天线。BD1VFO,BD1VIU他们架设的都是这种天线
【八木天线】又叫引向天线。一个阵子与多个引向组成,八木天线的优点是结构简单、轻便坚固、馈电方便,方向效率很高;缺点频带窄、抗干扰性差。在移动通信应用非常广泛。
随着无线产品价格的逐渐走低,许多人都在企业或家里构筑了无线网络,大大方便了日常应用。不过,家里面积大了,企业间的距离远了,无线网络不稳定、数据传输受阻等技术开始出现。怎样才能解决这些棘手的技术呢?
更换网络设备花销过大,不符合经济节约的消费理念,而更换、加装增益天线却是极为经济切增强无线网络传输能力、稳定性的方法。
了解增益天线
作为增益天线的基本属性,增益是指定方向上的辐射强度和天线辐射强度的比值,即天线功率放大倍数。在一般情况下,增益的强弱将干扰到天线辐射或接收无线信号的能力。也就是说,在同等条件下,增益越高,无线信号传播距离就越远。增益的单位为dBi,室内天线大多为4dBi~5dBi,室外天线大多为8.5dBi~14dBi。
通常情况下,由于增益的大小和无线带宽成反比,即增益越大,其带宽就越窄;增益越小,带宽则较大。因此,较大增益的天线主要在远距离传输,而小增益天线则更适合于无线信号大覆盖范围的应用环境。
目前在无线网络应用中,天线分为点对点应用、点对多点应用两种,用户可根据不同的应用范围选购不同类型的无线天线,使无线信号能够顺利地被各个无线设备接收和发送。
天线种类扫描
在上文中,我们说明了增益天线的定义和作用。其实,增益天线仅是一个统称而已,我们可以笼统地将它看做是无线天线。在这个天线家族中,还有许多不为人所知的新面孔。在此,我们让大家“见识”一下它们的实力。
1.种类全接触
无线天线可分为全向天线、定向天线、扇形天线、平板天线等类型。
其中全向天线适在各无线接点距离较近、需要覆盖较多数量无线设备及客户端的场合,但这些设备的增益大多较小,信号传递距离较短。
定向天线包括八木定向天线、角型定向天线、抛物面定向天线等品种,适在各无线接点位置距离很远,并且无线接入点集中、数量较少且位置固定的环境。这种天线具有信号传递距离长、能量汇聚能力强的特点。
扇形天线可以多角度的覆盖,如果无线接入点集中在该天线的覆盖范围内,可考虑选购此类天线,它具有能量定向和汇聚功能。
平板天线的角度范围可分为30度和15度,比扇形天线的信号覆盖范围小,但它的能量汇聚能力更强,可用在无线接入点相对较远、更为集中的环境。
2.主流天线详解
在诸多不同类型的天线中,使用全向天线和定向天线的企业和个人非常多,它们也是笔者要重点推荐大家使用的天线。
●全向天线
所谓全向天线,是指在水平面上辐射和接收无方向的天线。由于辐射和接收无方向性,所以此类天线安装起来比较方便,不需要考虑传输点的天线安装角度技术。
不过全向天线没有方向,它的天线增益相对较低,这就导致无线信号的传输距离较短。因此,这类天线一般比较适合在传输距离规则不太高的点对多点通信环境使用。例如,在对等网络和无线漫游网络的中心无线AP上使用此类天线,通过中心无线AP,可以均匀地将无线信号传输到网络中的各个角落。
●定向天线
定向天线的方向性较强,因此能量集中,增益相对较高,信号的传输距离比较远,抗干扰能力比较强,更适合于远距离点对点通信。有优点也有缺点,定向天线的缺点在它的信号覆盖范围较小,天线在安装和调整时的难度较大,两个传输点的天线必须相互对准才能保证信号的传输。
在一般情况下,如果无线网络环境中只有两台计算机需要进行无线通讯,或者计算机需要和无线路由器、无线AP进行无线通讯,那么定向天线就是选购。因为此时的计算机使用的是点对点的无线传输方式,使用定向天线完全可以让用户获得的无线传输质量。
除了上述内容外,大家在判断或选购某款天线时,还要了解天线的工作频率。不同工作频率的天线适合于在不同的无线设备上使用,例如工作在2.4GHz频段下的天线才能供那些11Mbps或54Mbps的无线产品使用。同时,天线还有室内使用和室外使用的差别,这也是在实际应用中需要注意的。
天线的安装应注意以下几个问题:
(1)定向天线的塔侧安装:为减少天线铁塔对天线方向性图的影响,在安装时应注意:定向天线的中心至铁塔的距离为λ/4或3λ/4时,可获得塔外的方向性。
(2)全向天线的塔侧安装:为减少天线铁塔对天线方向性图的影响,原则上天线铁塔不能成为天线的反射器。因此在安装中,天线总应安装于棱角上,且使天线与铁塔任一部位的最近距离大于λ。
(3)多天线共塔:要尽量减少不同网收发信天线之间的耦合作用和相互影响,设法增大天线相互之间的隔离度,的办法是增大相互之间的距离。天线共塔时,应优先采用垂直安装。
(4)对于传统的单极化天线(垂直极化),由于天线之间(RX-TX,TX-TX)的隔离度(≥30dB)和空间分集技术的要求,要求天线之间有一定的水平和垂直间隔距离,一般垂直距离约为50cm,水平距离约为4.5m,这时必须增加基建投资,以扩大安装天线的平台,而对于双极化天线(±45°极化),由于±45°的极化正交性可以保证+45°和-45°两副天线之间的隔离度满足互调对天线间隔离度的要求(≥30dB),因此双极化天线之间的空间间隔仅需20-30cm,移动基站可以不必兴建铁塔,只需要架一根直径20cm的铁柱,将双极化天线按相应覆盖方向固定在铁柱上即可。
离开铁塔平台距离: >1M
天线间距:
同一小区分集接收天线: >3M
全向天线水平间距: >4M
定向天线水平间距: >2.5M
不同平台天线垂直间距: >1M
收发天线除说明书特别指明不可倒置安置。
处于避雷针保护范围内。
天线方位:对于定向天线,扇区北偏东60度,第二扇区正南方向,第三扇区北偏西60度。
天线倾角:保证天线实际倾角符合SE设计要求,误差小于2度。
天线垂直度:除有天线倾角的基站外,保证天线的垂直度不大于2度
维库电子通,电子知识,一查百通!
已收录词条48243个