天线原理

天线原理

无线电波和超短波的基本知识
电磁波的传播

无线电波的波长、频率和传播速度的关系:

可用式

表示,在公式中

代表速度,一般为光速,单位为米/秒。

为频率,单位为赫兹。

为波长,单位为米。

同一频率的无线电波在不同的媒质中传播时,速度是不同的,因此波长也是不一样的。

电磁波的极化

无线电波在空间传播时,其电场方向是按一定的规律而变化的,这种现象称为无线电波的极化。电场振动方向就是电磁波的极化方向

第一个垂直极化,第二个水平极化。也可以是斜着45°极化

什么是天线?

大部分天线都是无源的,自己不产生能量

把导线上传下来的电信号做为无线电波发射到空间

收集无线电波并产生电信号

5G天线是有源的 10%

导线载有交变电流时,就可以形成电磁波的辐射,辐射的能力与导线的长短和形状有关。当导线的长度增大到可与波长相比拟时,导线上的电流就大大增加,因而就能形成较强的辐射。通常将上述能产生显著辐射的直导线称为振子。

振子的角度与电磁波辐射能力的关系

半波振子

  • 两臂长度相等的振子叫做对称振子,也叫半波振子。

    eg:振子长度1m,就能够发射波长为2m的电磁波。

    振子等于

    结合之前公式

    结论:振子越大,能发送的电磁波频率越低。随着发射频率越高,天线尺寸越小。

天线增益

定义:增益的定义与半波振子或全向辐射器有关。全向辐射器是假设在所有方向上的辐射功率相等。在某一方向的天线增益是该方向上它产生的场强的平方除以全向辐射器在该方向产生的场强的平方。

让现有的信号更集中、信号更强。

天线增益一般常用dBd和dBi两种单位。dBi用于表示天线在最大辐射方向场强相对于全向辐射器的参考值;而相对于半波振子的天线增益用dBd表示:

dBd换算成dBi加2.15

dBd和dBi的区别

半波振子(dBd)相对于点状振子(dBi)会有一个2.15的增益。半波振子的信号更集中,点状振子信号更松散。

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