什麼是天線方向圖?
發布時間:2020-03-05 責任編輯:wenwei
【導讀】天線方向圖又叫輻射方向圖(radiation pattern)、遠場方向圖(far-field pattern)。從方向圖上麵不能得到天線增益,由方向圖得到的是方向係數。天線增益=方向係數 * 天線效率。所以方向係數大於增益是肯定的。
天tian線xian增zeng益yi主zhu要yao是shi通tong過guo方fang向xiang圖tu的de測ce試shi而er表biao現xian出chu來lai。這zhe裏li有you很hen多duo的de種zhong測ce試shi方fang向xiang圖tu的de測ce試shi係xi統tong。也ye就jiu是shi暗an室shi。而er在zai暗an室shi的de測ce試shi出chu來lai的de結jie果guo,也ye隻zhi是shi一yi種zhong和he理li想xiang對dui稱cheng振zhen子zi比bi較jiao的de的de結jie果guo。都dou知zhi道dao理li想xiang對dui稱cheng振zhen子zi的de增zeng益yi為wei2.15dB。這樣就可以根據測試電平的高低來計算出天線的增益。
G=D*N%.
而天線的效率一般情況下是沒有百分百的,所以G<d 。在計算天線的方向係數D是,通常所采用的就是根據方向圖上麵表現出來的主瓣的波瓣寬度計算,如半功率波瓣寬度,也就是電平下降3dB是的波瓣寬度。
天線增益:
天線增益是指:zaishurugonglvxiangdengdetiaojianxia,shijitianxianyulixiangdefushedanyuanzaikongjiantongyidianchusuochanshengdexinhaodegonglvmiduzhibi。tadingliangdimiaoshuyigetianxianbashurugonglvjizhongfushedechengdu。zengyixianranyutianxianfangxiangtuyoumiqiedeguanxi,fangxiangtuzhubanyuezhai,fubanyuexiao,zengyiyuegao。tianxianzengyishiyonglaihengliangtianxianchaoyigetedingfangxiangshoufaxinhaodenengli,tashixuanzejizhantianxianzuizhongyaodecanshuzhiyi。yibanlaishuo,zengyidetigaozhuyaoyikaojianxiaochuizhimianxiangfushedebobankuandu,erzaishuipingmianshangbaochiquanxiangdefushexingneng。tianxianzengyiduiyidongtongxinxitongdeyunxingzhiliangjiweizhongyao,yinweitajuedingfengwobianyuandexinhaodianping。zengjiazengyijiukeyizaiyiquedingfangxiangshangzengdawangluodefugaifanwei,huozhezaiquedingfanweineizengdazengyiyuliang。renhefengwoxitongdoushiyigeshuangxiangguocheng,zengjiatianxiandezengyinengtongshijianshaoshuangxiangxitongzengyiyusuanyuliang。lingwai,biaoshitianxianzengyidecanshuyoudBd和dBi。DBi是相對於點源天線的增益,在各方向的輻射是均勻的;dBd相對於對稱陣子天線的增益dBi=dBd+2.15。相同的條件下,增益越高,電波傳播的距離越遠。一般地,GSM定向基站的天線增益為18dBi,全向的為11dBi。
天線方向圖的特征參數:
為了方便對各種天線的方向圖特性進行比較,就需要規定一些特性參數。主要包括:主瓣寬度,旁瓣電平,前後比,方向係數等。
1、主瓣寬度:是衡量天線的最大輻射區域的尖銳程度的物理量。通常取天線方向圖主瓣兩個半功率點之間的寬度。
2、旁瓣電平:是指離主瓣最近且電平最高的第一旁瓣的電平,一般以分貝表示。
3、前後比:是指最大輻射方向(前向)電平與其相反方向(後向)電平之比,通常以分貝為單位。
4、方向係數:zailitianxianmouyijulichu,tianxianzaizuidafushefangxiangshangdefushegonglvliumiduyuxiangtongfushegonglvdelixiangwufangxiangxingtianxianzaitongyijulichudefushegonglvliumiduzhibi。
天線的方向圖作圖:
天線的方向圖是表征天線輻射特性(場強振幅、相位、極化)與空間角度關係的圖形。完整的方向圖是一個三維的空間圖形,如圖3.1所示。它是以天線相位中心為球心(坐標原點),在半徑r足夠大的球麵上,逐點測定其輻射特性繪製而成。測量場強振幅,就得到場強方向圖;測量功率,就得到功率方向圖;測量極化,就得到極化方向圖;測(ce)量(liang)相(xiang)位(wei),就(jiu)得(de)到(dao)相(xiang)位(wei)方(fang)向(xiang)圖(tu)。若(ruo)不(bu)另(ling)加(jia)說(shuo)明(ming),本(ben)書(shu)說(shuo)述(shu)方(fang)向(xiang)圖(tu)均(jun)指(zhi)場(chang)強(qiang)振(zhen)幅(fu)方(fang)向(xiang)圖(tu)。三(san)維(wei)空(kong)間(jian)方(fang)向(xiang)圖(tu)的(de)測(ce)繪(hui)十(shi)分(fen)麻(ma)煩(fan),實(shi)際(ji)工(gong)作(zuo)中(zhong),一(yi)般(ban)隻(zhi)需(xu)測(ce)得(de)水(shui)平(ping)麵(mian)和(he)垂(chui)直(zhi)麵(mian)(即XY平麵和XZ平麵)的方向圖就行了。

圖1 測量方向圖的坐標
天線方向圖可以用極坐標繪製,也可以用直角坐標繪製。極坐標方向圖的特點是直觀、簡jian單dan,從cong方fang向xiang圖tu可ke以yi直zhi接jie看kan出chu天tian線xian輻fu射she場chang強qiang的de空kong間jian分fen布bu特te性xing。但dan當dang天tian線xian方fang向xiang圖tu的de主zhu瓣ban窄zhai而er副fu瓣ban電dian平ping低di時shi,直zhi角jiao坐zuo標biao繪hui製zhi法fa顯xian示shi出chu更geng大da的de優you點dian。因yin為wei表biao示shi角jiao度du的de橫heng坐zuo標biao和he表biao示shi輻fu射she強qiang度du的de縱zong坐zuo標biao均jun可ke任ren意yi選xuan取qu,例li如ru即ji使shi不bu到dao1°的主瓣寬度也能清晰地表示出來,而極坐標卻無法繪製。圖2所示為同一天線方向圖的兩種坐標表示法。

圖2方向圖的表示法 (a)極坐標 (b)直角坐標
一般繪製方向圖時都是經過歸一化的,即徑向長度(極坐標)或縱坐標值(直角坐標)是以相對場強E(θ,φ)/Emax,這裏E(θ,φ)是任一方向的場強值,Emax是最大輻射方向的場強值。因此,歸一化最大值是1。對於極低副瓣電平天線的方向圖,大多采用分貝值表示,歸一化最大值取為零分貝。圖3所示為直角坐標中用歸一化場強和分貝值表示的同一天線方向圖。

圖3 歸一化方向圖
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