无线电基础

模块一无线通信系统组成与信号传输课题二认识天线和传输线1．掌握天线的种类、特性及工作原理。2．熟悉传输线的特性，以及天线和传输线的匹配。3．会选择天线的长短、基本类型及天线安装地点。模块一无线通信系统组成与信号传输手机和收音机天线认识和熟悉各种天线和传输线分析天线和传输线的匹配及天线的安装要求模块一无线通信系统组成与信号传输一、天线的种类与特性1．天线的种类超长波长波中波短波超短波微波天线全向天线定向天线有无放大器工作频率方向无源天线：不带放大器的天线有源天线：带放大器的天线模块一无线通信系统组成与信号传输2．天线的形状和大小各类天线的实物图模块一无线通信系统组成与信号传输（1）频率，即天线需要处理的频率。天线处理的频率越低，天线的规模越大。（2）无线电波传播的方向。如果要在各方向同等接收或者是发送无线电波信号就需要用全向天线；如果只在一个方向发送无线电波信号，就需要选用定向天线。（3）天线发送或接收的功率。一般说来，功率越大，天线的规模越大。影响天线形状和大小的3个主要因素:模块一无线通信系统组成与信号传输3．天线的参数（1）信号强度和方向全向天线定向天线离天线越远，从天线辐射出来的信号强度越小。天线的方向性——天线对空间不同的方向具有不同的辐射或接收能力。无障碍物有障碍物天线的方向模块一无线通信系统组成与信号传输振子（即天线上提供交变电流通路的金属棒等）所用管、线越粗，带宽越宽；天线增益越高，带宽越窄。保证信号的良好传输→阻抗匹配→馈线的阻抗和天线一样。（2）带宽（3）增益增益——指在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射模块在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。（4）阻抗模块一无线通信系统组成与信号传输二、天线的工作原理天线的演变过程发信天线可以用作收信天线，收信天线可以用作发信天线，并且表现在天线用作发信天线时的参数，与用作收信天线时的参数保持不变，这就是天线的互易原理。频率越高，波长越短；反之，频率越低，波长越长。模块一无线通信系统组成与信号传输三、传输线传输线（或馈线）——连接天线和发射机输出端或接收机输入端的电缆。传输线必须屏蔽。当传输线的物理长度等于或大于所传送信号的波长时，传输线又叫做长线。模块一无线通信系统组成与信号传输1．传输线的种类超短波段的传输线微波波段的传输线平行双线传输线（损耗大，不能用于UHF频段)同轴电缆传输线（损耗小，抗干扰差）同轴电缆传输线波导微带模块一无线通信系统组成与信号传输2．传输线的特性阻抗传输线的特性阻抗——无限长传输线上各处的电压与电流的比值，用Ｚo表示。))(/(lg)/60(rodDZD——同轴电缆外导体铜网内径d——同轴电缆芯线外径εr——导体间绝缘介质的相对介电常数模块一无线通信系统组成与信号传输3．馈线的衰减系数衰减系数（β）——单位长度产生的损耗的大小。单位为dB/m（分贝/米），常用dB/100m（分贝/百米）。输入到馈线的功率为Ｐ1，长度为L（m）的馈线输出的功率为Ｐ2，传输损耗TL可表示为：TL＝10×Lg（Ｐ1/Ｐ2）（dB），衰减系数为：β＝TL/L（dB/m）。例如，NOKIA7/8in低耗电缆,900MHz时衰减系数为β＝4.1dB/100m，也可写成β＝3dB/73m。SYV-9-50-1，900MHz时衰减系数为β＝20.1dB/100m，也可写成β＝3dB/15m。模块一无线通信系统组成与信号传输四、天线的选择需要接收哪个频率的信号，就希望天线谐振在那个频率上。天线的基本公式：波长（m）=速度/频率=300/频率（MHz）。绝大多数天线是以半波长的导体为基础的，故1/2波长（m）=150/频率（MHz）。模块一无线通信系统组成与信号传输1.长度短于1/4波长的短路线呈电感性。2.长度短于1/4波长的开路线呈电容性。3.如果一条任意长度的导线的终端电阻等于它的特性阻抗，那么它就是一个纯电阻性的负载，因而不会把能量反馈回信号源。4.长度略短于1/4波长倍数的天线呈电容性。5.长度略长于1/4波长倍数的天线呈电感性。6.电感性负载可用加入电容的方法来匹配，电容性负载可用加入电感的方法来匹配。传输线和天线的特点：模块一无线通信系统组成与信号传输五、天线和传输线的匹配当馈线终端所接负载阻抗ＺL与馈线特性阻抗Ｚ0相等时就表示馈线终端是匹配连接的。传输线天线匹配图馈线上任意一点的阻抗都等于它的特性阻抗。天线的反射损耗示意图天线50Ω80Ω电缆50Ω超前10W返回0.4W辐射9.6W天线75Ω模块一无线通信系统组成与信号传输六、天线的安装要求天线的实际安装图模块一无线通信系统组成与信号传输1．天线尽可能架设到高处，以使无线电波传播距离增加。2．架设天线要避开周围障碍物，力求做到在通信方向上无阻挡。3．高频电缆的外层较柔软，以防破损，以免屏蔽线外露。4．天线与高频电缆通常是用连接器连接的，必须旋接紧密，防止水渗入。5．在多雷电地区，要装置避雷针。