危害天线特性的临界值

危害天线特性的临界值主要参数有很多，通常在天线设计过程中可以开展调节，如串联谐振、特性阻抗、增益、直径或辐射方向图、极化、高效率和网络带宽等。此外，发送天线也有较大最大功率，而接受天线则有噪音抑止主要参数。

14.1 串联谐振

“谐振频率”和“电串联谐振”与天线的电长短有关。电长短通常是电缆线物理学长短除于尺度空间中短波传输速率与电缆线中速率之比。天线的电长短通常由光波长来表明。天线一般在某一頻率自动调谐，并在这里串联谐振为核心的一段频段上合理。但其他天线主要参数（尤其是辐射方向图和特性阻抗）随頻率而变，因此天线的串联谐振很有可能仅与此类更关键主要参数的核心頻率相仿。

天线可以在与总体目标光波长成成绩关联的长短所相对应的次数下串联谐振。一些天线设计方案有好几个串联谐振，另一些则在很宽的频段上相对性合理。最多见的宽带网络天线是多数周期时间天线，但它的增益相对性于捷变天线则要小许多。

14.2 增益

“增益”指天线最強辐射方位的天线辐射方向图抗压强度与参照天线的抗压强度之比取对数。假如参照天线是全向天线，增益的企业为dBi。例如，偶极子天线的增益为2.14dBi 。偶极子天线也常见作参照天线（这也是因为极致全向参照天线没法生产制造），这样的事情下天线的增益以dBd为企业。

天线增益是微波感应器状况，天线并不提升鼓励，反而是只是分配进而在某方位上比全向天线辐射大量的动能。假如天线在一些方位上增益为正，因为天线的能量守恒定律，它在别的方位上的增益则为负。因而，天线能够做到的增益要在天线的覆盖面和它的增益中间达成均衡。例如，航天飞机上碟型天线的增益非常大，但覆盖面积却窄小，因此它务必精准地偏向地球上；而广播节目发送天线因为必须向每个方位辐射，它的增益就不大。

碟型天线的增益与直径（脚底反射区）、天线垂直面表层精密度，及其发送/接受的頻率正相关。通常而言，直径越大增益越大，頻率越高增益也越大，但在较高频下表层精密度的偏差会造成增益的巨大减少。

“直径”和“辐射方向图”与增益密切有关。直径就是指在最大增益方位上的“波束”横截面样子，是二维的（有时候直径表明为近似于该断面的圆的半径或该波束锥体所呈的角）。辐射方向图则是表明增益的三维图，但通常只考虑到辐射方向图的程度和竖直二维横截面。高增益天线辐射方向图常伴随“副瓣”。副瓣就是指增益中除主瓣（增益最大“波束”）外的波束。副瓣在如雷达探测等系统软件必须判断数据信号方位的情况下，会危害天线品质，因为输出功率分派副瓣还会继续使主瓣增益减少。

增益就是指：在输入功率相同的前提下，具体天线与梦想的辐射模块在室内空间同一点住所形成的数据信号的功率之比。它定量分析地叙述一个天线把输入功率集中化辐射的水平。增益显而易见与天线方向图有紧密的关联，方向图主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。可以如此来了解增益的物理学含意------为在一定的间距上的某点处造成一定尺寸的数据信号，假如用理想化的无专一性点源做为发送天线，必须100W的输入功率，而用增益为 G = 13 dB = 20 的某定项天线做为发送天线时，输入功率只需 100 / 20 = 5W 。换句话说，某天线的增益，就其较大辐射方位上的辐射实际效果而言，与无专一性的理想化点源对比，把键入功率放大电路的倍率。

半波对称性振子的增益为G=2.15dBi。

4个半波对称振子沿垂直线左右排序，组成一个竖直四元阵，其增益约为G=8.15dBi ( dBi这一企业表明较为的对象是各向匀称辐射的理想化点源)。

假如以半波对称性振子来做比较目标，其增益的部门是dBd。

半波对称性振子的增益为G=0dBd（由于是自身跟自己比，参考值为1，取对数得零值。）竖直四元阵，其增益约为G=8.15–2.15=6dBd。

增益特点：

⑴天线是光电子器件，不可以造成动能，天线增益仅仅将动能合理集中化向某特殊的方位辐射或接受无线电波工作能力。

⑵天线增益由振子累加而造成，增益越高，天线长短越长。

⑶天线增益越高，专一性越好，动能越集中化，波瓣越窄。

14.3 网络带宽

天线的带宽就是指它合理工作中的工作频率范畴，通常以其串联谐振为核心。天线网络带宽可以利用下列多种多样技术性扩大，如应用较粗的金属丝，应用金属材料“网笼”来类似更粗的金属丝，顶尖变窄的天线元器件（如馈电音响喇叭中），及其多天线集成化的单一构件，应用特性阻抗来挑选准确的天线。中小型天线通常方便使用，但在网络带宽、规格和高效率上拥有难以避免的限定。

14.4 特性阻抗

“阻抗”类似电子光学中的折光率。电磁波穿梭于天线系统软件不一样一部分（广播电台、馈线、天线、尺度空间）是会碰到特性阻抗差别。在每一个连接处，在于匹配电阻，电磁波的一部分动能会反射面回源，在馈线上产生一定的驻波。这时电磁波较大动能与最少动能参考值可以测到，称作回损（SWR）。驻波比为1:1是理想化状况。1.5:1的回损在耗能比较主要的低要运用上被视作临界点。而达到6:1的回损也可发生在对应的机器设备中。很小化各个地方插口的特性阻抗差（匹配电阻）将减少回损并巨大化天线系统软件各部位中间的热量传送。

天线的复阻抗涉及到该天线工作中时的电长短。根据调整馈线的特性阻抗，将要馈线作为特性阻抗逆变电路，天线的特性阻抗可以和馈线和广播电台相符合。更加普遍的是应用天线调频器、巴伦、特性阻抗逆变电路、包括电容器和电感器的配对互联网，或是如伽马配对的匹配段。

14.5 辐射方向图

半波双极子天线（跟上面一样）增益（dBi）辐射方向图是天线发送或接纳相对性场抗压强度的图型叙述。因为天线向三维空间辐射，必须多个图型来叙述。假如天线辐射相对性某中心对称（如双极子天线、螺旋式天线和一些抛物面天线），则只需一张方向图。

不一样的天线经销商/使用人针对方向图拥有不一样的规范和绘图文件格式。

14.6 特性阻抗

无尽长同轴电缆上各个地方的工作电压与电流量的参考值界定为同轴电缆的特性阻抗，用Z0 表明。同轴线的特性阻抗的计算方法为

Z。=〔60/√εr〕×Log ( D/d ) [ 欧]。

式中，D 为同轴线外电导体铜丝网公称直径； d 为同轴线铜芯电缆直径；

εr为电导体间绝缘层物质的相对介电常数。

通常Z0 = 50 欧 ，也是有Z0 = 75 欧的。

由上式可以看出，馈线特性阻抗只与电导体直徑D和d及其电导体间物质的相对介电常数εr相关，而与馈线长度、输出功率及其馈线终端设备所接负荷特性阻抗不相干。

14.7 衰减系数

数据信号在馈线里传送，除有电导体的电阻器性耗损外，也有绝缘层材料的介电损耗。这二种耗损随馈线长短的提升和输出功率的提升而增加。因而，应合理布局尽可能减少馈线长短。

单位长度造成的耗损的尺寸用衰减系数 β 表明，其部门为 dB / m （声贝/米），电缆线技术性使用说明上的企业大多数用 dB / 100 m（声贝/一百米） .

设键入到馈线的效率为P1 ，从长短为 L（m ）的馈线导出的效率为P2 ，传送耗损TL可表明为：

TL = 10 ×Lg ( P1 /P2 ) ( dB )

衰减系数为

β = TL / L ( dB / m )

例如， NOKIA 7 / 8英尺低消耗电缆线， 900MHz 时衰减系数为 β= 4.1 dB / 100 m ，也可写出 β=3 dB / 73 m ， 换句话说， 頻率为 900MHz 的数据信号输出功率，每通过 73 m 长的这类电缆线时，输出功率要少一半。

而一般的非低消耗电缆线，例如， SYV-9-50-1， 900MHz 时衰减系数为 β = 20.1 dB / 100 m ，也可写出β=3dB / 15 m ，换句话说， 頻率为 900MHz 的数据信号输出功率，每通过15 m 长的这类电缆线时，输出功率就需要少一半。

14.8 输入阻抗

界定：天线键入端数据信号工作电压与数据信号电流量之比，称之为天线的输入阻抗。 输入阻抗具备电阻器份量 Rin 和电感份量 Xin ，即 Zin = Rin j Xin 。电感份量的出现会降低天线从馈线对数据信号电流的获取，因而，务必使电感份量尽量为零，也就是应尽可能使天线的输入阻抗为纯电阻。实际上，即使是设计方案、调节得非常好的天线，其输入阻抗中总还带有一个小的电感份量值。

输入阻抗与天线的构造、规格及其工作中光波长相关，半波对称性振子是最重要的基本上天线 ，其输入阻抗为 Zin = 73.1 j42.5 (欧) 。当把其长短减少（3～5）%时，就可以清除在其中的电感份量，使天线的输入阻抗为纯电阻，这时的输入阻抗为 Zin = 73.1 (欧) ,（额定值 75 欧） 。留意，严苛的说，纯电阻性的天线输入阻抗仅仅追线频来讲的。

顺带强调，半波折合振子的输入阻抗为半波对称性振子的四倍，即 Zin = 280 (欧) ,（额定值300欧）。

有意思的是，针对任一天线，大家总可根据天线特性阻抗调节，在规定的频率范畴内，使输入阻抗的虚部不大且实部非常贴近 50 欧，进而促使天线的输入阻抗为Zin = Rin = 50 欧------这也是天线能与馈线处在较好的匹配电阻所必需的。

14.9 输出功率

不论是发送天线或是接受天线，他们一直在一定的工作频率范畴（频带宽度）内工作中的，天线的频带宽度有这两种不一样的界定：

一种就是指：在回损SWR ≤ 1.5 标准下，天线的工作中频带宽度；

一种就是指：天线增益降低 3 声贝范畴内的频带宽度。

在移动通信技术系统软件中，通常是按前一种界定的，实际的说，天线的频带宽度便是天线的回损SWR 不超过 1.5 时，天线的频率范畴。

一般说来，在工作中频带宽度内的每个頻率点上, 天线特性是有不同的，但这类差别产生的功能降低是可以进行的。