天线基础知识及应用--天馈系统知识问答

2005-09-23 来源:微波射频网 我要评论(0) 字号:
一、 通信天线原理及作用是什么?
答:通信天线作为通信不可缺少的重要部分,其基本功能是辐射和接收无线电波。发射时,把高频电流换为电磁波;接收时,把电磁波转换为高频电流。
二、 天线有多少种类?
答:通信天线品种繁多,主要有下列几种分类方式:
按用途可分为基地台天线(base station antenna)和移动台天线(mobile portable antennas)。
按工作频率可划分为超长波、长波、中波、短波、超短波和微波;
按其方向性可划分为全向和定向天线;
按其结构性可划分为线天线和面天线。
三、 选择通信天线?
答:天线作为通信系统的重要组成部分,其信能的好坏直接影响通信系统的指针,用户在选择天线时必须首先注重其性能。具体说有两个方面,第一选择天线类型;第二选择天线的电气性能,选择天线类型的意义是;所选择天线的方向图是否符合系统设计中电波覆盖的要求;选择天线电性能的意义是;选择使用天线的频率带宽、增益、额定功率等电气指针是否符合系统设计要求。因此,用户在选择天线时最好向厂家联系咨询。目前,用户选择天线产品的范围比较宽。有进口天线和国产天线。进口天线与国产天线在VHF、UHF频段电报性能接近。进口天线工艺水平要高于国产天线。但价格昂贵,且交货期长,维修不便。因此,用户可以根据自己情况选择进口天线或国产天线。
四、 什么是天线的增益?
答:增益是天线主要指针之一,它是方向系数与效率的乘积,是天线辐射或接收电波大小的表现。增益大小的选择取决于系统设计对电波覆盖区域的要求,简单地说,在同等条件下,增益越高,电波传播速度就越远,一般地台天线采用高增益天线,移动台天线采用低增益天线。
五、 什么是电压驻波比?
答:天线输入阻抗和馈线的特性阻抗不一致时,产生的反射波和入射波在馈线上叠加形成驻波。其相邻电压最大值和最小值就是电压驻波比。它是检验馈线传输效率的依据,电压驻波比与功率关系如下表。本公司产品符合国家标准,在工作范围内,天线端口的电压驻波比小于1.5,在工作频点的电压驻波比小于1.2,电压驻波比过大,将缩短天线距离,而且反射功率将返回发射机功放部分,容易烧坏功放部分,
影响通信系统正常工作。
电压驻波比 1.0 1.1 1.2 1.5 2.0 3.0
反射功率% 0 0.2 0.8 4.0 11.1 25.0
传输功率% 100 99.8 99.2 96 88.9 75.0



六、 什么是天线的方向性?
答:天线对于空间不同的方向具有不同的辐射或接收能力,这就是天线的方向性。衡量天线方向性通常使用方向图,在水平面上,辐射与接收无最大方向的天线称为全向天线,有一个或多个最大方向的天线称为定向天线。全向天线由于其无方向性,所以多用在点对多点通信的中心台。另外,我们可以采用一些技术使全向天线略带方向性,根据使用现场地形的需要使方向图成为椭圆形、扇形、心形等,这样使天线的应用就更加灵活、效率更加提高,定向天线由于具有最大辐射或接收方向,因此能量集中,增益相对全向天线要高,适合于远距离点对点通信,同时由于具有方向性,抗干扰能力比较强。
七、 理解天线的工作频带宽度?
答:天线的电参数一般都与工作频率有关,保证电参数指针容许的频率变化范围,即是天线的工作频带动宽度。对于天线常采有阻抗特性,即电压驻波比小于规定值下的频率连续段为天线的工作带宽。一般全向天线的工作带宽能达到工作频率范围的5-10%,定向天线的工作带宽达到工作频率的3-5%。通常,宽频带天线工作频率范围大,适用于多点通信系统共享,宽频带天线干扰能力强,相对增益高,适用于单频点通信系统使用。
八、 理解天线的工作频带宽度?
答:移动通信系统常使用特性阻抗50Ω的同轴电缆作为馈线,为了有效的反电波传输到天线端口,应尽量减小馈线的传输损耗,传输损耗取决于电缆的直径和长度,同一频率下电缆直径越大,损耗越小,电缆越长损耗越大,原则上,要求电缆的传输损耗不宜超过3分贝。下表列出常用电缆的衰减值(Db/m),用户可根据自己的情况,合理选择电缆型号及长度
频率型号 150MHZ 400MHZ 900MHZ
SYV-50-7 0.121 0.203 0.295
CTC-50-7 0.060 0.100 0.165
CTC-50-8 0.050 0.085 0.135
CTC-50-12 0.040. 0.060 0.105
进口10D-FB 0.0040 0.070 0.110
九、 如何选择天线安装地点?
答:由于地形和环境地的影响,天线接收至的电磁波是有效直射波与反射绕射波及散射波的叠加,其结果决定了接收点处的场强幅度和相位,并直接影响天线的应用效果。因此,选择天线架设位置应注意以下几个方面。
(1) 天线的发射或接收方向应避开障碍物(楼房、铁塔、桥梁);
(2) 天线架设地点应尽量远离干扰源(高压线、航线、铁塔、公路等);
(3) 天线应尽量架设在附近的置高点;
(4) 如有几付天线同在一个铁塔上工作,应特别注意它们之间左右和上下的间距,以防相互耦合影响系统性能。
十、 天线系统应如何安装?
答:首先将天线、馈线和配套零件部件按产品说明的要求组装好,然后在天线的支撑位置,用卡具固定于塔杆的天线支架上,并使天线与塔杆的平行间距大于使用波长,减少塔杆对天线性能的影响。大天线端口处,将馈电线用连接器(或称电缆头)与天线接好,弯一个直径约五十倍馈线直径的圆环固定于天线支架上,避免连接器部位直接受力而断线或损坏。
十一、天馈系统如何防水和雷电干扰?
答:天线和馈线本身都有很好的防水、防腐蚀性能,我们所指的主要是天馈系统室外连接部位的防水和防潮湿。天线和馈电线主要是靠连接器连接,采用。另外,在馈线进入室内处弯一个反水弯,可避免雨水沿馈电线进入室内设备。
天线一般都架设在室外较高的位置,有交待 防止雷电干扰和破坏,才能确保通信系统的安全工作。因此,地面设施(如铁塔、建筑物等)应有良好的接地措施,接地电阻不在于4Ω天线应架设在塔顶避雷针的有效避雷范围内,即避雷针顶部下方45°角覆面内。通信天线一般都设计成外壳直接接地型,但为防止雷电、强电感应或天气变化引起的脉冲放电对通信的冲击,还应在馈电线上串接避雷装置,使通信系统更安全的工作,我公司研制生产的LP系列串接型避雷器国内老式产品的更新换代品,已广泛用于各种天馈系统中。
十二、如何检测天馈系统?
答:天馈系统架设好后,应由专业技术人员使用检测仪器进行检测。通常可在发射机和天馈系统之间串接通过式功率针,检验设备发射功率和反射功率的大小叛断系统工作是正常。
十三、天馈系统有哪些典型故障?
答:天馈系统常见故障有
(1) 天线的性能、参数不能满足使用要求;
(2) 接头密封为严,使水汽进入馈线,影响信号发射;
(3) 架设位置不合理,如太靠近干扰源等;
(4) 发射机功率超过天线额定功率,使天线过载或烧毁;
(5) 遭受外物撞击,改变了天线原有结构和性能参数;
(6) 电缆头焊接不牢固,信号时有时无;
(7) 天线波束指向偏离,天线立杆或支架偏位等。
十四、如何排除上述故障?
答:如遇到上述故障,可采取如下方法处理:

(1) 更换天线;
(2) 更换电缆,并严格按操作要求用防水或自粘防水胶把接头处密封好;
(3) 远干扰源,天线与架设天线的塔杆相距大于使用波长;
(4) 更换额定功率大的天线;
(5) 送回厂家修理;
(6) 重新更换电缆头,仔细焊拉防止虚焊;
(7) 调整天线指向,修复支架,重新紧固。
十五、雨雷天气通信效果不佳是否是天线问题?
答:电磁波在不现媒质传播其损耗也有不同。一般来说雨雷天气的散射损耗和吸收衰减,因此,会影响接收电平,使通信区域变小、效果变差。随着天转好,通信恢复正常,则说明天线系统无问题,但如果天气晴朗后,通信效果仍不好,则应由专业人员检查该系统是否存在故障。
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