天线辐射特性测量法分类
天线辐射特性测量方法。远场法可分为室外场、室内场及紧缩场;近场法可分为平面、球面、柱面近场测试法。
远场方法
远场方法又称为直接法,所得到的远场数据不需要计算和后处理就是方向图。但是它往往需要很长的距离才能测试天线的特性,所以大多数的远场方法都在室外测试场地进行。室外场又分高架场和斜架场,统称为自由空间测试场,主要缺点是容易受外界的干扰和场地反射的影响。远场方法如果在暗室里进行就称为室内场。因为所需空间很大,室内场往往成本高。
紧缩场在分类上是属于远场测试场,但是它不用很大的测试场,而是用一个抛物面天线和馈源,馈源放在抛物面天线的焦点区域,经过抛物面反射的波是平面波。这样被测天线就在平面波区域。紧缩场设备的加工精度要求很高,改变工作频段需要更换馈源,费用较大。
天线辐射特性测量法分类
天线辐射特性测量方法。远场法可分为室外场、室内场及紧缩场;近场法可分为平面、球面、柱面近场测试法。
近场方法
近场测量技术就是在天线的近场区的某一表面上采用一个特性已知的探头来取样场的幅度和相位特性,通过严格的数学变换而求得天线的远场辐射特性的技术。根据取样表面的形状,近场测试场分为3种,即平面测试场、柱面测试场和球面测试场。
近场测量技术的主要优点是:所需要的场地小,可以在微波暗室内进行高精度的测量,免去了建造大型微波暗室的困难。测量受周围环境的影响小,保证全天候都能顺利进行。测量的信息量大,通过在近场区的某一表面的取样可以准确地得出天线任意方向的远场幅度相位和极化特性。近场测量技术将在第7章详细论述。
天线的增益
“增益”指天线较强辐射方向的天线辐射方向图强度与参考天线的强度之比取对数。如果参考天线是全向天线,增益的单位为dBi。比如,偶极子天线的增益为2.14dBi 。偶极子天线也常用作参考天线,这种情况下天线的增益以dBd为单位。
天线增益是无源现象,天线并不增加激励,而是仅仅重新分配而使在某方向上比全向天线辐射更多的能量。如果天线在一些方向上增益为正,由于天线的能量守恒,它在其他方向上的增益则为负。因此,天线所能达到的增益要在天线的覆盖范围和它的增益之间达到平衡。比如,航天器上碟形天线的增益很大,但覆盖范围却很窄,所以它必须准确地指向地球;而广播发射天线由于需要向各个方向辐射,它的增益就很小。
常用的天线
移动通信常用的板状天线、直放站施主天线与室内天线。
板状天线
无论是GSM 还是CDMA, 板状天线是用得较为普遍的一类极为重要的板状天线。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。
高增益栅状
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900兆频段,其增益即可达 G = 20dBi。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 30 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。