高增益四菱形无线数位电视接收天线制作

高增益四菱形无线数位电视接收天线制作

中心频率为600MHz

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｜／＼＿＿Ｃ／Ｆ／４＊１。０１＝１２。６ｃｍ｜＼／｜

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辐射器距反射板约8.2 cm 细调之, 至接收讯号最强

反射板到五金行购镀锌铁网来作

辐射器使用一般1.0 的PVC 单心电线绕製

辐射体详图:

／＼

／＼

／＼

＼／

＼／

＼／此处交叉, 但不短路

／＼

／＼

／＼

＼／

＼／

）（此处不交叉, 形成＞＜, 中央> < 处接

／＼5c2v同轴电缆, 同轴电缆中心导体接一边

／＼> , 外部导体接另一边<

＼／

＼／

＼／此处交叉, 但不短路

／＼

／＼

／＼

＼／

＼／

＼／

将5c2v 同轴电缆接在>< 处, 直接往后透过铁丝网引出增益约有15dbi 上下

水平波束角约60 度到70 度之间

利用PVC 水管及木螺纹钉作为支撑骨架即可

若还要提高增益, 可再加装导波环四组

＿＿＿＿

／＼＿＿＿＿Ｃ／Ｆ／４＊０。８＝１０ｃｍ

＼／

／＼

＼／

／＼

＼／

／＼

＼／

每个导波环臵放於辐射体前方约18cm 处细调之, 至信号最强

加装一组(四个)导波环, 增益可达17dbi 上下

加装导波环后, 水平波束角会减小..

辐射器或导波环的骨架固定例(此处以导波环为例):

木螺纹钉

｜︿｜＊

／＊＼｜＜－此处绕线

／｜｜＼－｜－

／｜｜＼－。－

／｜｜＼

－／－－－＋－＋－－－＼－

（。＊。）

－＼－－－＋－＋－－－／－

＼｜｜／

＼｜｜／＼

＼｜｜／。如此绕线就可以

＼＊／＼｜＼在同一平面上

｜﹀｜｜＼

｜｜＊＼＊

｜︿｜＊＼｜＼

／＊＼－｜－－－－－＼＼－－－－

／｜｜＼｜｜＼＼

／｜｜＼－。－－－－－。－＼＼－－

／｜｜＼＼。

－／－－－＋－＋－－－＼－＼｜＼

（。＊。）｜

－＼－－－＋－＋－－－／－＊＼

＼｜｜／

＼｜｜／

＼｜｜／

＼＊／

｜﹀｜

︴︴

︴︴

此天线很适合安装在墙面上或绑在水塔侧边..

若觉得您的接收讯号不佳, 试试这个自製天线, 我拿它在宜兰可以收到台北竹子山的讯号..

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------最初由Albert 发表

请教山贼兄这个天线目前使用的情况如何会不会华视与公视两台讯号强度差异太多中视的强度如何

另C/F/4*1.01 为何是乘1.01 而不是乘1.0 或0.97

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信号强度的差距, 若排除天线频率响应的问题, 主要是看转播站位臵, 距离及接收与发射天线的辐射涵盖图形, 另直射波与反射波也会有所关係..

在无线电领域, 基本的评估方式如下(理想状况):

Ri = Po - Co + Ao - 92.4 - 20 log D - 20 log F + Ar - Cr

Ri : 接收到的信号準位, 单位dbm

Po : 发射机输出功率, 单位dbm

Co : 发射机电波馈送电缆传输损失, 单位db

Ao : 以接收者的位臵观察, 发射机天线在此角度的增益,

单位dbi , 通常发射天线增益会以最大增益方向角

度的增益值来标示,但是以广播发射站而言, 会因接

收者位臵的不同, 相对於天线角度的不同, 而呈现不

同的增益..

92.4 : 真空传播衰减常数, 若频率单位改用MHz 时, 常数

值则为32.4, 因为20log F(Ghz) = 60 + 20log F(MHz),

同理, 若距离单位改用公尺或英里, 也是如此转换,

我个人是喜欢用92.4 的常数..

D : 接收点到发射点间的距离, 单位公里

F : 所使用频率, 单位GHz

Ar : 接收器天线增益, 单位dbi 但若发射站位臵不在该天

线最大增益方向, 记得扣除相对增益..

Cr : 接收器传输电缆传输损失, 单位db

以上式子是电波在真空中, 理想状态下的传输, 这裡要特别提到一点是, 式子中, 似乎频率越高, 传输衰减越严重,故有些文章会如此描述, 但实则不然, 式子中频率越高, 衰减越多是因为天线的长度随著所使用波长的缩短而缩短, 故等效截收截面积跟著缩减的关係, 也因为是面积, 故用20 log 而不是10 log..

由此式子我们也可以知道, 距离每增一倍, 在其他条件都不变的情况下, 接收信号準位少6db, 故距离增一倍, 若要维持相同的接收信号强度, 除了增加功率6db 外, 就是要提昇天线系统Ao + Ar 6db..

这是理想状况的式子, 在实际情况下, 我们还会碰到障碍物所引起的绕射, 反射等多重影响, 这就用到"夫累聂" 带的评估, 这在以后有兴趣时, 再来谈谈..

至於为何要乘上 1.01, 主要是环型天线周长约略等於 1.01~1.1 波长时, 虚数阻抗几近为零(天线谐振), 此时其阻抗值约为100 ohm, 我们看这种天线结构, 刚好主要是两个环型并接, 故可得到50 ohm 的天线阻抗, 虽然用在75 ohm 的接收系统时, 因阻抗不完全匹配, 其SWR 会稍高, 但因为是接收系统, 没有发射机, 故不必担心因阻抗不匹配而损坏发射机, 更何况加上反射板时, 天线整体会呈电感性, 阻抗也会增加, 用在75 ohm 的接收系统, 不会有啥大问题..

引用:

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最初由NVF 发表

不过有关式子的运算对大部分的人来说恐怕不是那麼容易了解,请问能否依

这型天线作范本,实际算出接收DVB/T的尺寸,让大家可由实践并去推理式子的原理.

另外此天线很适合使用双面PC版来製作,不过4个环状天线并连需要用电路匹配吗?

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单一组(四个环)的不须特别做阻抗匹配, 但要再合併多个时就需要..

这种利用两组环形天线并联, 加上反射板的天线, 记得好像是一位德国人发明的, 因为效能良好, 尤其是在UHF 频带, 製作也简单, 水平波束角宽, 且为水平极化, 阻抗在50ohm 附近, 在UHF 及微卫星通讯的业餘自製天线, 常被採用..

一个环形天线的圆週长等於所使用波长乘上 1.01~1.1 时, 处於谐振状态, 且等长线段涵盖最大截面积是呈现圆形, 在此状况下, 环形天线有效截面比dipole 大, 故约比

dipole 天线多出1db 的增益, 已知标準dipole 天线增益为 2.15dbi, 故一组环形天线增益约为 3.15dbi, 当将两组环形并接时, 截面积增一倍, 增益加3db, 再加上反射板, 将朝后的能量往前送, 增益再增一倍, 故双环形天线加上反射板, 增益可达 3.15+3+3 = 9.15dbi, 实作上可以利用调整到反射板的距离, 将波束集中一些, 故可获得约9~12 dbi 的天线增益; 而四环形天线, 环形数量比双环形多一倍, 有效截面积多出将近一倍, 故增益约可达12~15dbi..

我们以4 菱形天线来看其动作原理..

假设馈电缆中心导体接天线右侧激励点" < ", 外部导体接天线左侧激励点" > ", 那麼呈现在天线的高频电波相位如下:

０

／＼

↗↘

２７０／＼９０

＼／

↖↙

１８０＼／０

／＼

↙↖

２７０／＼９０

＼／

↘↗此处接同轴电缆中心导体, 定义相位为0 度

１８０）（０换言之另一侧相位就是180 度, 在经过四分

↗↘之一波长的单边长度, 电波延迟移相90 度,

／＼再经过四分之一波长单边长度, 电波再移相

＼／成为180 度到左侧, 从图面箭头路径可知, 从

↖↙上到下, 所有天线激励均左右同相位, 依天线

＼／收发等效原理, 接收天线所截收下来的电波,

／＼在馈电点相位都一样, 故波幅增加..

↗↘但因为实际环週长是比所使用波长还长, 再

／＼考量导体传送电波时应有的波长缩短因子,

＼／故实际上每经过单边长度后, 电波延迟所呈

↖↙现的相位增加比90 度还多, 故像这样的叠

＼／接, 以中心点起算到上下两端, 以两个环形

(一共四个) 为限, 再多也提昇不了多少增益,

且当以此天线为发射天线的立场观之, 较大

部分的能量集中在靠近中央的两个环上, 故

若再增加叠接数量, 提昇的效果非常有限..

若还要再提昇增益, 有几个方法:

1.利用导波板(四个环):

作用原理如同YAGI 的导波器, 在增加一组导波板时, 增益约可

增加3db, 在天线方向上再增加导波板数量, 适当调整距离间格,

导波板数量每增一倍, 增益多3db, 而实际上如同YAGI 的导波器,

并不到3db 那麼多, 且有一定极限..

下图是运用在2.45 GHz 的频率上, 若要用在DVB-T的频带, 记得

换算波长:

2.利用反射板:

作用原理如同碟形天线的碟子一般, 如图

3.数个四菱形天线, 利用功率分配合成网路, 将每个天线的讯号合併在一起, 在UHF 带, 因为有现成的分配合成器, 且价位低廉, 不像在SHF 带那麼昂贵, 建议直接

购用现成的分配成器即可, 就如同将两个YAGI 天线叠接一般, 须考量各个分支电缆长度, 让每个天线所截收下来的信号, 到达合併点时须为同相位, 但因为４菱形天线的水平波束角相当宽, 若想让天线最大增益方向不是在正前方时, 可以增减各个分支电缆的长度, 让在某方向的电波, 经由各个天线接收下来到达合併点时能够同相..

如下图, 希望天线组增益最大方向是斜向左侧N 度

同相位的位臵

＼＼＼／各个天线所接收的电波相位, 以最左边的

＼＼／＼天线为零度来当基準, 则

＼＼／＼X = x / (C / F) * 360

＼＼／＼＼ｚ= 电波路径长Y = y / (C / F) * 360

＼＼／＼ｙ＼Z = z / (C / F) * 360

↘／↘ｘ↘↘

↘↘↘↘

ＯＸＹＺ所使用的电缆长度

－＋－－＋－－＋－－＋－c1.c2.c3.c4 , 须让电

｜｜｜｜波传送到合併器时

｜｜｜｜相位一样, 那麼天线

ｃ１｜ｃ２｜ｃ３｜ｃ４｜最大增益方向就会

｜｜｜｜朝向左侧N 度的位臵

＼＼／／, 这种做法, 就如同

＼｜｜／相位阵列天线一般..

＼｜｜／此处以c1 的电缆出口

＋－－－－－－－－－－－－－＋为0 度, 那麼c2 相位

｜｜延迟就是-X, C3 为-Y

｜｜C4 为-Z, 那麼电波到

｜｜达合併器时, 相位就

｜｜会一样..

另外要注意, 一般VHF/UHF 的功率合併分配器, 其每组分支出口的相位有可能相差180 度, 譬如一分二(二合一), 其两组输出相位可能刚好相反(视分配合成器的结构而定), 须把此项因素考量进去, 通常的做法是若发现此种现象, 将天线馈电点位臵左右互换即可..

这裡要注意的是, 电波在电缆中传送的速度较真空慢, 故利用电缆长度来达到电波相位延迟, 须先查表得知电波在该种电缆的波长缩减比例, 以RG58 来说, 这个值约为0.66, 换言之, 300MHz 的电波在真空中波长约为1M, 该电波在真空中传输一公尺远的点, 电压与原点同相, 故利用一米长的RG58 传输该电波, 在电缆出口处的电波相位与电缆入口比较将会是

L/ (C/F*0.66) * 360 = 1米/ (光速/300MHz * 0.66) * 360 = 185.5 度..

而SHF 因为频率高, 一般市售VHF/UHF 功率合成分配器(变压器结构) 不适用, 此时可以利用电缆来製作, 大体上有两种方式, 一是共振线法, 一是叠接并接法, 参考以下我以前写的网页:

https://www.wendangku.net/doc/f518196962.html,/mysite/ch...ant-network.htm

网页中的数值, 是以50 ohm 阻抗的系统来举例, 75 ohm 的系统也可用, 只是共振线的取得较困难, 尤其是 1 to 2 时, 其共振线传输阻抗会是sqr(150*75)= 106ohm 及sqr(37.5*75) = 53ohm两种数值,前者很难找到这样的电缆, 后者倒是可以用rg58 (50~52ohm); 而1 to 4 及叠接合併法则没这样的困扰..

这裡顺带一提, 使用共振线法, 因为频率不同, 共振线长度就需要不同, 故共振线方式只能用在窄频带..

而底下这张照片中的16 菱形天线, 就是利用叠接法将四组四菱形天线合併, 故每两组天线的馈电点左右相反, 而分支电缆长度都相同, 故最大增益方向垂直於天线面, 也

就是朝向您的方向..

这个天线排列方式, 其水平波束角相当窄, 约在10~20 度之间, 若全部以垂直方式来合併如同下图方式, 则水平波束角与原 4 菱形同, 但垂直波束角约只有 3 度: /\↓共16 个

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/\

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/\

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/\

\/ ↑

至於所製作出来的天线大小, 请各位以天线单边长来绘图想像一下吧.... 当初我所製作的那个拿来收台北数位电视讯号的4x 含一组导波, 印象中高近90 cm, 厚近30cm (不做导波装臵会薄很多), 宽约30~40 cm 忘了!故真要像照片那样做16 菱形, 则天线长宽各约. 1 米, 若想垂直方向叠接, 天线将高达 3 米.....><"

最初由antion 发表

车机建议还是使用全方位的垂直天线比较适当。因为在车天线上装上反射板，天线会变成有方向性，可能会影响行动时的收视讯号喔！除非您车辆定点收视。

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嗯! 是可以, 但是一般全向性垂直天线为垂直极化, 极化不匹配, 会有损失, 其实只要做出水平极化的全向形天线即可:

建议可以试著装设环型天线, 如双菱形的型态, 而不加反射板, 若车用机有自动天线切换装臵(空间分集接收型, 大多为拥有两组天线输入接座, 找看看, 看是否有四输入的机型), 则装设两组, 分别朝向相差90 度的方向..

因为不加反射板的双菱形, 其辐射图场是类似赫芝天线的" 8 " 字型

－－－

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/\

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＼／

＼／

＼／

－－－－－－－－－－－－从上往下看

／＼

／＼

／＼

/\

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\/

＼／

＼／

－－－

因此如下图摆放, 那麼左边的天线接收前后方向(出入萤幕方向), 右边摆放接收左右方向, 因此不管波源在哪个方向都可涵盖到..

左边天线右边天线左边天线右边天线

／＼｜｜／＼

＼／｜｜＼／

／＼｜｜／＼

＼／｜｜＼／

从前后看从侧边看

每一组天线各接往接收机其中一组天线输入端子接座

若製作技巧足够者, 可以试著将它们复合在一起:

／｜＼

＼｜／

／｜＼

＼｜／

每一组天线也一样各接往接收机其中一组天线输入接座

若接收机是单一天线输入型态者(无空间分集), 可以参考上次在pczone 所讨论的全向性天线的做法, 将每个环的方向个别朝向相差90 度的面向如下图:｜／＼

｜＼／

／＼｜

＼／｜

从前后看从左右看

或者如下图:

／＼｜

＼／｜

｜／＼

｜＼／

｜／＼

｜＼／

／＼｜

＼／｜

从前后看从左右看

或者像渔船的通信天线如下图:

＼／

／｜＼这两组天↗＼／↖这两组天

＼｜／线端子接→＞＜←线端子接

在一起，↘／＼↙在一起，

接同轴中心／＼接同轴外部

从侧面看从底侧往上看

不然将个别朝向不同方向的方向性天线, 利用合併分配器连结后成一路后, 接到接收机也是可以:

前

－－－－－

＋－－－－－＋

｜｜｜｜｜

｜｜↓｜｜

左｜｜－→Ｏ←－｜｜右

｜｜↑｜｜

｜｜｜｜｜

＋－－－－－＋

－－－－－

后Ｏ：代表合併器

从上(下)往下(上)看

若是两组天线输入的机器, 可用 2 to 1 的合併器两组, 以两组天线为一单位, 分别接续两组, 个别接到接收机天线输入端头..

若您的接收机为具备四组天线输入端子的空间分集接收机, 那麼将个别天线接往各端子, 会是最佳组合..

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最初由chenyu6 发表

看过这篇文章觉得"菱形天线"好像很不错

所以我想製作一个山贼兄的"菱形天线",我不是读电子,那些公式我看不懂

有那位好心的大大可以告诉我那"菱形天线"要怎麼做才可以给接收机用谢谢

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要製作它是很简单的, 材料到五金行及水电行买:

1.充当反射板的镀锌铁丝网, 铁丝不要太细, 最好有1mm 直径以上, 免得容易破掉, 网孔大小至少要能穿过同轴电缆..

2.製作辐射器用的电线, 一般的电源导线即可, 导体直径建议至少1mm 以上, 免得容易断掉..

3.用来当支架的水管, 用四分管即可, 若想要做得漂亮, 可搭配一些T 型管..

4.自攻(自攻牙)螺钉, 就是尾巴尖尖, 可以直接锁进木头的那种..

再来就是製作天线, 首先您要决定如何利用水管製作天线骨架的几何型态, 简单的参考做法如下图:

ps:此处以双菱形举例, 仅是举例, 希望您自己动动脑看以啥方式是最好的, 我自己做的, 是用另外的方式..

水管

↓铁丝网

∥↙将电线绕製在螺钉上, 作为辐射器

∥︴↙

∥︴……＋…＊←自攻螺钉

同轴∥︴水管｜

电缆∥︴Ｏ…＋…＊

↓∥︴｜

＝＝＝＝＝＝＝±

∥︴｜

∥︴Ｏ…＋…＊

∥︴水管｜

∥︴……＋…＊

∥︴

∥↖↑

调整距离

侧面图

铁丝网

↘

＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＊：自攻螺钉

＋＋＋＋＋︿＋＋＋＋＋

＋＋＋＋／＊＼＋＋＋＋＝：水管

＋＋＋／＋＋＋＼＋＋＋

＋＝〈＊＝＝＝＊〉＝＋※：接同轴电缆

＋＋＋＼＋＋＋／＋＋＋

＋＋＋＋＼＋／＋＋＋＋＼／

＋＋＋＋＋※＋＋＋＋＋＼︵／

＋＋＋＋／＋＼＋＋＋＋＼＼

＋＋＋／＋＋＋＼＋＋＋（。）

＋＝〈＊＝＝＝＊〉＝＋／／

＋＋＋＼＋＋＋／＋＋＋／︶＼

＋＋＋＋＼＊／＋＋＋＋／＼

＋＋＋＋＋﹀＋＋＋＋＋

＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋同轴电缆接续图，辐射器

左侧”＞”接中心点,右侧

正面图”＜”接电缆外部导体.

水管同轴电缆, 穿过铁丝网, 绕过垂

铁丝网↘∥↙直的那支水管即可, 建议绕过的

↘Ｏ∥方向是在接外部导体的那一侧

～～～～～～∥～～～～←

＝＝＝＝＝＝＝＝＝适当调整距离

↗–：－－：－－：–←

水管＊＊＊↖

↖↑↗辐射器

自攻螺丝

俯视图

辐射器边长, 以中心频率为600MHz, 为12.6 cm

↙12.6 cm, 为方便製作,

︿取13 cm 也可以..

／＼

／＼↙

〈〉

＼／

＼／

由此可知, 双菱形辐射器高等於

12.6 / sqr(2) * 4 = 12.6 / 1.414 * 4 = 36 cm :

?

／＼

＼／36 cm

／＼

＼／＿

而四菱形高就约为72 cm..

但这单指辐射器本体, 因为反射器必须比辐射器还大, 故以双菱形来说, 就至少需用40 * 20 的铁丝网, 而四菱形的反射器至少需为80 * 20 的铁丝网, 而我因为是製作４菱形, 所以当初是购买一尺未经裁切的量(高约３尺)来製作的.

以上文章均由https://www.wendangku.net/doc/f518196962.html,/showthread.p...15&pagenumber=4编辑而来,其中还有网友迴响及山贼兄的回覆,欢迎回顾!也欢迎山贼兄继续增註

1. 这样的摆放方式是"水平极化"

／＼

＼／

／＼

＼／

相当符合目前转播站发送的电波极化方向..

此外这种天线从上往下看, 其波束角约有60 度, 故您所谓的 2 度, 应是指天线倾斜的程度, 但在垂直面的波束角, 也不只 2 度, 我想您家裡接收到的强度与品质, 大概只落在临界点附近, 在这样的环境下测试, 测不出天线应有的波束特性, 故可以的话, 最好加上反射板后, 到空旷可直视转播站的地点测试看看..

2.宜兰属平原地带且幅员距离最远仅45KM 上下, 排除建物阻挡外, 均可直视转播站, 故信号良好是应当的, 而双菱形天线行动状态下使用, 因为车辆方向随时在改变, 而此种天线有方向性, 故很可能您在测试时, 电波源时常落在该天线波束角外; 若要让它对四面八方的电波源都可接收, 可以参考之前的举例, 尤其是用四菱形弯成下图的方式:／＼｜

＼／｜

｜／＼

｜＼／

｜／＼

｜＼／

／＼｜

＼／｜

从前后看从左右看

引用:

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最初由Albert 发表

请教山贼兄这个天线目前使用的情况如何会不会华视与公视两台讯号强度差异太多中视的强度如何

另C/F/4*1.01 为何是乘1.01 而不是乘1.0 或0.97

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信号强度的差距, 若排除天线频率响应的问题, 主要是看转播站位臵, 距离及接收与发射天线的辐射涵盖图形, 另直射波与反射波也会有所关係..

在无线电领域, 基本的评估方式如下(理想状况):

Ri = Po - Co + Ao - 92.4 - 20 log D - 20 log F + Ar - Cr

Ri : 接收到的信号準位, 单位dbm

Po : 发射机输出功率, 单位dbm

Co : 发射机电波馈送电缆传输损失, 单位db

Ao : 以接收者的位臵观察, 发射机天线在此角度的增益,

单位dbi , 通常发射天线增益会以最大增益方向角

度的增益值来标示,但是以广播发射站而言, 会因接

收者位臵的不同, 相对於天线角度的不同, 而呈现不

同的增益..

92.4 : 真空传播衰减常数, 若频率单位改用MHz 时, 常数

值则为32.4, 因为20log F(Ghz) = 60 + 20log F(MHz),

同理, 若距离单位改用公尺或英里, 也是如此转换,

我个人是喜欢用92.4 的常数..

D : 接收点到发射点间的距离, 单位公里

F : 所使用频率, 单位GHz

Ar : 接收器天线增益, 单位dbi 但若发射站位臵不在该天

线最大增益方向, 记得扣除相对增益..

Cr : 接收器传输电缆传输损失, 单位db

以上式子是电波在真空中, 理想状态下的传输, 这裡要特别提到一点是, 式子中, 似

乎频率越高, 传输衰减越严重,故有些文章会如此描述, 但实则不然, 式子中频率越高, 衰减越多是因为天线的长度随著所使用波长的缩短而缩短, 故等效截收截面积跟著缩减的关係, 也因为是面积, 故用20 log 而不是10 log..

由此式子我们也可以知道, 距离每增一倍, 在其他条件都不变的情况下, 接收信号準位少6db, 故距离增一倍, 若要维持相同的接收信号强度, 除了增加功率6db 外, 就是要提昇天线系统Ao + Ar 6db..

这是理想状况的式子, 在实际情况下, 我们还会碰到障碍物所引起的绕射, 反射等多重影响, 这就用到"夫累聂" 带的评估, 这在以后有兴趣时, 再来谈谈..

至於为何要乘上 1.01, 主要是环型天线周长约略等於 1.01~1.1 波长时, 虚数阻抗几近为零(天线谐振), 此时其阻抗值约为100 ohm, 我们看这种天线结构, 刚好主要是两个环型并接, 故可得到50 ohm 的天线阻抗, 虽然用在75 ohm 的接收系统时, 因阻抗不完全匹配, 其SWR 会稍高, 但因为是接收系统, 没有发射机, 故不必担心因阻抗不匹配而损坏发射机, 更何况加上反射板时, 天线整体会呈电感性, 阻抗也会增加, 用在75 ohm 的接收系统, 不会有啥大问题..

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最初由Albert 发表

感谢山贼兄的详尽说明深感受用

小弟还有下列问题不懂

1) 我目前使用Dopplequad 天线(自製) 用了半个月了中心频率557 MHZ 反射体和幅射体的距离该如何决定听说距离取得好可达8dbi的增益

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您所谓的Dopplequad 就是daul quad ! 也就是之前写的2x quad antenna, 它的理论增益约3.15 + 3 + 3 = 9.15dbi, 辐射体到反射体的距离与反射体大小及密度, 都会决定该天线的阻抗特性及辐射图场, 一般来说, 反射体比所使用半波长还长即可, 更长一点, 在某个范围内波束角会小一点, 波束更集中, 而距离的选择, 大致上是所使用波长的1/6.5 左右, 但没有确切的数据, 因为这与您所使用的反射体结构与密度及大小有关, 须经实作调整..

若您还想再提昇增益, 可以试著以下做法:

1.增加导波环

2.将两个环远离中心点那端, 适当拉远离反射板, 如下图:

侧面图:

＼／

－－－－－→＼／

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顶视图:

将这端点远离反射板

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将这端点远离反射板

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2) 我用过discorn 天线低频截止500MHZ 接收强度与Dopplequad 差不多但讯号品质确足足少了1~2成导致常常停格(我做这个天线是为了ch24-ch53 使用的公视类比勉强收视大楼丛林的关係

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Discone antenna 一般性的使用是属於垂直极化, 而目前数位电视转播站所送出的电波极化是水平极化, 理论上水平极化是不能对垂直极化天线引起感应, 但实际上因为电波经由反射, 穿透物质如空气, 会有一定程度的极化偏转, 故实际上是会收到信号, 但因为极化不同, 会有极化不匹配的损失產生; 在微波实务上水平极化及垂直极化会有30db 的信号强度差距, 也就是说垂直极化波用水平极化天线来收, 会比垂直极化天线所收到的信号强度少30db,

建议您把您的discone antenna 横摆, 就可以充分利用它的效能..

嗯! 是可以, 但是一般全向性垂直天线为垂直极化, 极化不匹配, 会有损失, 其实只要做出水平极化的全向形天线即可:

建议可以试著装设环型天线, 如双菱形的型态, 而不加反射板, 若车用机有自动天线切换装臵(空间分集接收型, 大多为拥有两组天线输入接座, 找看看, 看是否有四输入的机型), 则装设两组, 分别朝向相差90 度的方向..

因为不加反射板的双菱形, 其辐射图场是类似赫芝天线的" 8 " 字型

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－－－－－－－－－－－－从上往下看

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因此如下图摆放, 那麼左边的天线接收前后方向(出入萤幕方向), 右边摆放接收左右方向, 因此不管波源在哪个方向都可涵盖到..

左边天线右边天线左边天线右边天线

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从前后看从侧边看

每一组天线各接往接收机其中一组天线输入端子接座

若製作技巧足够者, 可以试著将它们复合在一起:

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每一组天线也一样各接往接收机其中一组天线输入接座

若接收机是单一天线输入型态者(无空间分集), 可以参考上次在pczone 所讨论的全向性天线的做法, 将每个环的方向个别朝向相差90 度的面向如下图:

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从前后看从左右看

或者如下图:

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从前后看从左右看

或者像渔船的通信天线如下图:

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／｜＼这两组天↗＼／↖这两组天

＼｜／线端子接→＞＜←线端子接

在一起，↘／＼↙在一起，

接同轴中心／＼接同轴外部

从侧面看从底侧往上看

不然将个别朝向不同方向的方向性天线, 利用合併分配器连结后成一路后, 接到接收机也是可以:

前

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左｜｜－→Ｏ←－｜｜右

｜｜↑｜｜

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后Ｏ：代表合併器

从上(下)往下(上)看

若是两组天线输入的机器, 可用 2 to 1 的合併器两组, 以两组天线为一单位, 分别接续两组, 个别接到接收机天线输入端头..

若您的接收机为具备四组天线输入端子的空间分集接收机, 那麼将个别天线接往各端子, 会是最佳组合..

嗯! 是可以, 但是一般全向性垂直天线为垂直极化, 极化不匹配, 会有损失, 其实只要做出水平极化的全向形天线即可:

建议可以试著装设环型天线, 如双菱形的型态, 而不加反射板, 若车用机有自动天线切换装臵(空间分集接收型, 大多为拥有两组天线输入接座, 找看看, 看是否有四输入的机型), 则装设两组, 分别朝向相差90 度的方向..

因为不加反射板的双菱形, 其辐射图场是类似赫芝天线的" 8 " 字型

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因此如下图摆放, 那麼左边的天线接收前后方向(出入萤幕方向), 右边摆放接收左右方向, 因此不管波源在哪个方向都可涵盖到..

左边天线右边天线左边天线右边天线

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从前后看从侧边看

每一组天线各接往接收机其中一组天线输入端子接座

若製作技巧足够者, 可以试著将它们复合在一起:

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每一组天线也一样各接往接收机其中一组天线输入接座

若接收机是单一天线输入型态者(无空间分集), 可以参考上次在pczone 所讨论的全向性天线的做法, 将每个环的方向个别朝向相差90 度的面向如下图:｜／＼

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或者像渔船的通信天线如下图:

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在一起，↘／＼↙在一起，

接同轴中心／＼接同轴外部

从侧面看从底侧往上看

不然将个别朝向不同方向的方向性天线, 利用合併分配器连结后成一路后, 接到接收机也是可以:

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后Ｏ：代表合併器

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若是两组天线输入的机器, 可用 2 to 1 的合併器两组, 以两组天线为一单位, 分别接续两组, 个别接到接收机天线输入端头..

若您的接收机为具备四组天线输入端子的空间分集接收机, 那麼将个别天线接往各端子, 会是最佳组合..

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后Ｏ：代表合併器

从上(下)往下(上)看

山戝兄:这组天线我就有兴趣啦

我会试著在我家装一个

之前也看过天线相关的书

就是不知道应该怎麼固定

您给的方向,刚好点醒我,我家的屋顶,有白铁圆筒水塔

刚好可以绑这4个面的天线,加上反射板

只是白铁圆筒水塔会不会影响,这点您的看法呢

再次,谢谢您啦

引用:

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最初由za444 发表

这组天线我就有兴趣啦

我会试著在我家装一个

之前也看过天线相关的书

就是不知道应该怎麼固定

您给的方向,刚好点醒我,我家的屋顶,有白铁圆筒水塔

刚好可以绑这4个面的天线,加上反射板

只是白铁圆筒水塔会不会影响,这点您的看法呢

再次,谢谢您啦

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您若要装在屋顶水塔的话, 不建议装设全向型天线, 原因是天线增益, 会比单一面还低 6 db, 更何况以收视的角度来说, 除非各个发射站所发送电波来源方向是环绕您的住处, 否则装设全向型实在没啥意义..

另外此种天线, 各组(面)天线到口型中心点的距离(不是电缆距离, 是几何上的距离), 会影响所形成的天线辐射图形, 这要用程式计算, 约莫十年前我曾经用QBASIC 写过这种四方向天线组的模拟程式, 找时间我来翻翻看, 应该还在我那台286 电脑的硬碟裡..

而且就某一频道的电波来说, 有可能各个方向来的电波, 到您架天线的位臵, 因为强度接近, 相位相反, 结果输送到合併器的总强度反而很低, 这不是OFDM 本身可以解决的, 这是基本的物理..

且这种因干涉而引起的衰弱, 很有可能特别会在单频网的服务地区发生, 尤其是在两转播站发送到收讯位臵, 电波强度相同的区域, 有的位臵会因为相位相同(波峰或波谷)而受益, 有的位臵则因相位相反的(波峰及波谷)而受害, 而且两转播站所发送的电波不可能完全同步, 就算用GPS 校準也是一样, 其结果就是波峰波谷(节点)的位臵会移动, 两电波相位时间差越多, 节点移动速率越快..

若您真有计划要装设到四组(面)天线, 倒不如都朝向信号强度最大的那个方向, 在接收相位都相同的状况下, 理论上会比单面还多出 6 db 的增益..

装设全向型天线的目的, 主要是提供行动接收的使用者, 因为电波来源(直射. 反射. 绕射等)方向, 相对於天线组来说, 是不断地变动,故需採用全向型; 除非您的天线组具备自动追踪校準方向的功能, 否则行动接收是不适用单向型的天线..

以您的CASE, 建议先从单向型双菱形或四菱形著手, 一般的收视, 它已能提供相当好的收讯效能, 若还不够, 在可接受的天线体积大小下( 1M * 1M), 利用合併网路所构成的16 菱形, 或是装设导波器, 或是利用拋物面反射板等, 都是可以尝试看看的方法..

一种在60GHz通信的高增益天线讲解

一种用于60GHz通信的高增益、 介质加载采用基片集成波导技术的 对线性渐变开槽天线 摘要——60GHz带宽有提供高速的通信能力。此文章证明了一种能为对线性变槽天线（ALTSA）提供高增益的基片集成波导（SIW）的存在。为了获得高增益，给ALTSA上加了介质加载，并使用了沟槽结构。使用SIW技术实现了高效、简洁和低成本的平面设计。本文使用了一种电磁场仿真工具来设计和模拟这个天线。首先设计一个ALTSA单元，然后在1*4的ALTSA阵列上加上SIW功分器。为了使设计可行，制作和测量了原型。测量结果非常符合仿真值，从而证实了这个设计。测得1*4ALTSA阵列在整个60GHz带宽（57——64GHz）的回波损耗优于12dB，增益为23.10.5dBi。 1.介绍 近些年对在高速通信中极大带宽的需求越来越高。而60GHz带宽（57——64GHz）可以为高速无线通讯以每秒几千兆的速度传输高容量未压缩数据。由于在毫米波频段的微带线相关损耗非常高，因此需要更多的有效的技术，比如SIW。SIW有传统矩形波导低损耗、高品质因数、完全屏蔽和处理高功率情况的特点，也有低成本、平面电路设计的优势。报道表明，已经有大量的研究者从事SIW相关工作多年。天线容易在60GHz 带宽受到大气吸收而衰减，这就要求在使用高增益天线时要减少这类损耗。锥形缝隙天线（TSA）因其宽带宽、高回波损耗和高增益而被经常使用。对线性渐变槽线天线（ALTSA）是TSA的一种类型，在反方向的锥形介质板的上表面和底部金属部分使用对极几何设计。 研究者设计了一种带宽为4——50GHz的反极向天线。天线在带宽内的增益3——12dBi。 本文作者设计了一种在60GHz处增益可达18.75dBi的对费米渐变槽线天线。在张成浩的的文章里，他介绍了一种新颖的技术，即让ALTSA和SIW的上表面和下表面的锥形边缘的馈线重合来克服阻抗失配。有沟槽结构的TSA被用来减小天线宽度以极小化任何对辐射方向图的重要影响，使得阵列天线尺寸更加紧凑。而且，沟槽结构可以提高天线增益，减小旁瓣电平和交叉极化，由此提高天线总性能。TD介绍设计了一种有矩形波纹的带有三角功分器的ALTSA阵列。1*12阵列的增益为19.25dBi。DM介绍了一种有半圆形沟槽的ALTSA，它在7GHz的增益为12.4dBi。介质加载，通过在天线前端放置电介质板作为一个引导结构都可以增强天线增益。平面SIW喇叭天线上的介质加载被用来使E面波束宽度变窄，同时提高增益。NG设计了一种带有SIW喇叭结构和矩形介质加载的高增益ALTSA阵列，其1*4ALTSA阵列的增益为191dBi。

抛物面天线的工作原理

抛物面天线的工作原理 普通抛物面天线的结构如图3-1所示。馈源是一种弱方向性天线，安装在抛物面前方的焦点位置上，故普通抛物面天线又称为前馈天线。由馈源辐射出来的球面波被抛物面往一个方向(天线轴向)反射，形成尖锐的波束，这种情况与探照灯极为相似。 图 3-1 普通抛物面天线的结构图图 3-2 普通抛物面天线的几何关系图 抛物面是由抛物线绕它的轴线(z轴)旋转而成的，如图3-2所示。在yoz平面上，以F为焦点，O 为顶点的抛物线方程为： 相应的立体坐标方程为： 为了便于分析，也可引入极坐标。令极坐标系(ρ，ψ) 的原点与焦点F重合，则相应的旋转抛物面的方程可表示为： 设D为抛物面口径的直径，为口径对焦点所张的角(简称口径张角)，由上述关系式可导出决定抛物面口径张角的抛物面焦径比： 焦径比的大小表征了抛物面的结构特征，f/D越大，口径张角越小，抛物面越浅，加工就容易，但馈源离主反射面越远，天线的抗干扰能力就越差，反之亦然。 抛物面具有如下重要的几何光学特性：由焦点发出的各光线经抛物面反射，其反射线都平行于z轴；反之，当平行光线沿z轴入射时，则被抛物面反射而聚焦于F点。其原因是，由焦点发出的各光线经抛物面反射后到达口径面的行程相等（这一结论可利用抛物线的以下性质来证明：从抛物线任一点到焦点的距离等于该点到准线的距离）。

微波的传播特性与光相似，因此，位于焦点F的馈源所辐射的电磁波经抛物面反射后，在抛物面口径上得到同相波阵面，使电磁波沿天线轴向传播。如果抛物面口径尺寸为无限大，那么抛物面就把球面波变为理想平面波，能量只沿z轴正方向传播，其它方向辐射为零。但实际上抛物面的口径是有限的，这时天线的辐射是波源发出的电磁波通过口径面的绕射，它类似于透过屏上小孔的绕射，因而得到的是与口径大小及口径场分布有关的窄波波束。 3.2.2 偏馈天线 前馈抛物面天线的馈源位于天线的主波束内，因而对所接收的电磁波形成了遮挡，其结果降低了天线的增益，增大了旁瓣。将馈源移出天线反射面的口径，可消除馈源及其支撑物对电磁波的遮挡。图3-3示出了偏馈反射面天线的结构示意图。 实际上，偏馈反射面是在旋转抛物反射面上截取一部分而构成的。它同样可将焦点发出的球面波转换成沿轴向传播的平面波。馈源的相位中心仍放在原抛物面的焦点上，但馈源的最大辐射须指向偏馈反射面的中心。尽管反射面的轮廓呈椭圆型，但它的口径仍是一个圆。此外，对于偏馈天线而言，电磁波的最大辐射方向并不在偏馈反射面的法向，而是与法向成一定的夹角。这一特点也是偏馈天线的另一特 色，如图3-4所示。对于偏馈天线有式中，ψo是抛物面轴线与焦点到反面中心联线的夹角。反射面在这条中心两旁张成2ψe的角度。 图 3-3 偏馈天线的结构图 图 3-4 偏馈反射面天线的几何关系图

天线增益

1、增益是用来表示天线集中辐射的程度。其在某一方向的定义是指在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的场强的平方之比，即功率之比。增益一般与天线方向图有关，方向图主瓣越窄，后瓣、副瓣越小，增益越高。增益的单位用“dBi”或“dBd”表示。 2、天线增益是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力，它是选择基站天线最重要的参数之一。一般来说，增益的提高主要是依靠减少垂直面向辐射的波束宽度，而在水平面上保持全向的辐射特性。天线增益对移动通信系统运行极为重要，因为它决定蜂窝边缘的信号电平。增加增益就可以在一确定方向上增大网络的覆盖范围，或者在确定范围内增大增益余量。 可以这样来理解增益的物理含义------ 为在一定的距离上的某点处产生一定大小的信号，如果用理想的无方向性点源作为发射天线，需要100W 的输入功率，而用增益为G = 13 dB = 20 的某定向天线作为发射天线时，输入功率只需100 / 20 = 5W 。换言之，某天线的增益，就其最大辐射方向上的辐射效果来说，与无方向性的理想点源相比，把输入功率放大的倍数。 半波对称振子的增益为G=2.15dBi。4 个半波对称振子沿垂线上下排列，构成一个垂直四元阵，其增益约为G=8.15dBi( dBi 这个单位表示比较对象是各向均匀辐射的理想点源)。如果以半波对称振子作比较对象，其增益的单位是dBd 。半波对称振子的增益为G=0dBd （因为是自己跟自己比，比值为 1 ，取对数得零值。）垂直四元阵，其增益约为G=8.15–2.15=6dBd 。 对于水平极化方式的天线来讲，通常以一个半波水平放置的偶极子天线为标准天线，其增益为0dB（实际指dBd）。调频二偶极子反射板天线的增益通过计算和实验数据，其结果基本一致。相对于半波偶极子天线的增益最高只能做到7.5dB。当天线在进行组阵时，天线系统增益为7.5dB。计算推论如下：总功率在一层四面分配时，天线功率将损失6dB，此时天线增益为7.5-6.5=1.5dB；再根据天线层数增加一倍时天线系统增益将增加3dB的原理，因此两层天线增益就为1.5+3=4.5dB；当天线层数为四层时，天线系统增益就为1.5+3+3=7.5dB，故四层四面调频二偶极子板天线系统增益也只能做到7.5dB。 若天线为全波长二偶极子板天线时，其单片天线增益可以做到8-8.5dB，四层四面分配组阵时，其单片天线增益为8-8.5dB。 目前使用的天线增益，一般在0dBi到20dBi之间 室内：一般采用0 - 8 dBi增益的天线 室外：一般采用9 - 18 dBi增益的天线 高速公路：一般采用20dBi增益的天线 天线增益的若干计算公式 1）天线主瓣宽度越窄，增益越高。对于一般天线，可用下式估算其增益： G（dBi）=10Lg{32000/（2θ3dB,E×2θ3dB,H）} 式中，2θ3dB,E与2θ3dB,H分别为天线在两个主平面上的波瓣宽度； 32000 是统计出来的经验数据。 2）对于抛物面天线，可用下式近似计算其增益： G（dBi）=10Lg{4.5×（D/λ0）2} 式中，D 为抛物面直径； λ0为中心工作波长； 4.5 是统计出来的经验数据。 3）对于直立全向天线，有近似计算式 G（dBi）=10Lg{2L/λ0}

一种高性能的微带全向天线设计与分析

在移动通信领域中，全向高增益天线有着广泛的应用。微带交叉阵子天线作为一种全向高增益天线，以其结构简单，匹配容易，便于批量生产以及造价低廉等优点受到重视。一般的微带交叉阵子天线如图1所示，这种结构在仿真和实测中，方向图畸变比较严重，天线的电压驻波比也比较差。文献给出了一种改进的方案，将微带天线的地面做成梯形结构，如图2所示。这在一定程度上改善了天线性能。文中给出了该结构天线的仿真和实物测试结果，以便与本文提出的微带全向天线作比较。文中所提出的微带全向天线如图3所示。该天线除了采用微带渐变结构和电感匹配器外，还在天线的顶端加载了λg／4短路匹配枝节。仿真和测试表明，该天线同文献中提出的天线相比较，具有更好的电压驻波比和更高的增益，是一种高性能的微带全向天线。 图1 微带交叉阵子天线示意图 1 微带交叉阵子天线的基本原理 微带交叉阵子天线的基本结构如图1所示。将每段微带传输线的地面看成同轴线的外导体，导带看作同轴线的内导体，其与传统的COCO天线具有相似的结构。同样，微带交叉阵子天线也是由多个λg／2的微带单元级联而成，天线的地面和导带在介质基片的两侧交替放置，从而利用交叉连接来实现倒相。由于交叉连接点的不连续性形成辐射，使得这种结构存在两种模式，即传输模和辐射模。对于传输模，由于波沿导带和接地板的内表面传输，而且微带传输线是均匀的，

所以在分析时不考虑空间的辐射。而辐射模，则是由于各接地板的交替处电压源激励起的辐射电流存在于接地板的内外表面，从而形成辐射。同COCO天线一样，微带交叉阵子天线也是一个阵列天线。由阵列天线的基本理论可知，对于远场区，天线的归一化方向性函数为 天线的增益为 其中，η为天线的辐射效率；D为天线的方向性系数。 2 微带交叉阵子天线的设计与分析 基本的微带交叉阵子天线如图1所示，实验证明，该结构天线的方向图畸变比较严重，而且带内电压驻波比也不理想。为了改善天线的性能，将天线地板设计成梯形结构，并在每个微带单元导带的中间加载一个矩形贴片，用于对天线进行调谐，此时的天线结构如图2所示，这在一定程度上改善了天线的阻抗特性。加载的矩形贴片相当于1个电感器。假设该电感器的长为l，宽为w，那么其等效电路的电感L如式（3）所示。 其中，h为介质板厚度；t是导体的厚度；Kg为校正因子，其经验公式为

大家都来DIY自己手台的天线

大家都来DIY自己手台的天线，说不定性能比原装的还好！ 在无线通讯网络中信号品质是大家最关心的问题之一，它直接关系到下情上报和上令下达的准确性和通畅性。确定无线通讯质量除了收发信机的性能外天线是一个非常关键的因素，在整个无线通讯网络工程中天馈系统一直占有相当比例的预算。从天线理论上讲当Ａ电台系统（输出功率２５Ｗ）所配用天线增益比Ｂ电台系统高３ｄＢ其实际发射效果与Ｂ电台系统功率输出５０Ｗ时相同，也就是说天线增益增加３ｄＢ相当于电台输出功率增加一倍，而且由于在信号接收上同样有信号放大的作用所以实际接收时使用增益比较高的天线对信号接收效果也有明显的提升，理论上高增益天线可以增加通讯覆盖范围，提高弱信号区的通讯质量。天线的性能直接关系到通讯信号的质量。天线根据使用场合的不同可以分为手持台天线、车载天线、基地天线三大类。 一、手持台天线 手持台天线也就是个人使用手持对讲机的天线，常见的有橡胶天线和拉杆天线两大类。根据天线的形式橡胶天线又有四分之一波长橡胶天线和螺旋橡胶天线。四分之一波长橡胶天线相对一般螺旋天线有效率高的优点，因为根据天线原理四分之一波长的导体天线自然谐振，具有较高的辐射效率。这类天线一般辐射体比较细长，如４００ＭＨｚ频段的红灯４０３ＫＧ／４０３ＫＧＰ和ＭＯＴＯＲＯＬＡＧＰ８８／Ｐ１１０／ＧＰ３００标配使用的细长型天线都属于四分之一波长天线类。一般认为手持对讲机天线中四分之一波长天线的实际辐射效率要优于缩短型的螺旋天线。这也是标配ＭＯＴＯＲＯＬＡＧＰ８８电台性能出众，通讯距离相对较远的的原因之一。我们做过一个简单的对比试验：用同一台ＧＰ３００手持电台固定位置，先后使用ＧＰ８８原配的四分之一波长橡胶天线和ＧＰ６８原配的橡胶螺旋天线以及ＧＰ３００选配的原装螺旋橡胶，在一米外固定位置使用场强仪测定场强，结果四分之一波长橡胶天线有明显的优势。不过这种四分之一波长类型的天线也有它的局限性，与螺旋橡胶天线相比它的长度较长。所谓四分之一波长天线它的天线长度为通讯频率波长的四分之一（实际制作中还要根据缩短因子修正），常用的警用通讯频段１６０ＭＨｚ、３５０ＭＨｚ、４１０ＭＨｚ、４６０ＭＨｚ分别波长为１．８７５米、０．８５７米、０．７３１７米、０．６５２米（用常数３００除以频率数折算出波长），对于理论四分之一波长天线的长度约为４６．８７５厘米、２１．４２８５７厘米、１８．２９厘米、１６．３０４厘米。由长度可见在１６０ＭＨｚ频段使用四分之一波长形式的手持机橡胶天线显然是不适合的，所以这种类型天线一般应用于４００ＭＨｚ以上频段（３５０ＭＨｚ也可以应用）。螺旋橡胶天线也有多种形式在此不再细分，总体螺旋橡胶天线根据需要可以缩短天线的尺寸，所以天线长度可以做得比较短，外观比较漂亮。螺旋橡胶天线的辐射效率一般与其缩短率和结构形式有关，通常较长的天线发射效率比较高。在低频段如１６０ＭＨｚ橡胶天线大部分采用螺旋的结构，这样可以有效的控制天线的长度。在３５０ＭＨｚ以上频段也有各种形式的螺旋橡胶天线，都是以尺寸短小见长，如３５０ＭＨｚ／３８０ＭＨｚ的ＭＯＴＯＲＯＬＡＧＰ３００（常规）和ＰＴＸ６００（集群）对讲机标配的都是螺旋橡胶天线。

天线的主要性能指标和相关知识讲解学习

天线的主要性能指标 1、方向图： 天线方向图是表征天线辐射特性空间角度关系的图形。以发射天线为例，从不同角度方向辐射出去的功率或场强形成的图形。一般地，用包括最大辐射方向的两个相互垂直的平面方向图来表示天线的立体方向图，分为水平面方向图和垂直面方向图。平行于地面在波束最大场强最大位置剖开的图形叫水平面方向图；垂直于地面在波束场强最大位置剖开的图形叫垂直面方向图。 描述天线辐射特性的另一重要参数半功率宽度，在天线辐射功率分布在主瓣最大值的两侧，功率强度下降到最大值的一半（场强下降到最大值的0.707倍，3dB衰耗）的两个方向的夹角，表征了天线在指定方向上辐射功率的集中程度。一般地，GSM定向基站水平面半功率波瓣宽度为65°，在120°的小区边沿，天线辐射功率要比最大辐射方向上低9-10dB。 2、方向性参数 不同的天线有不同的方向图，为表示它们集中辐射的程度，方向图的尖锐程度，我们引入方向性参数。理想的点源天线辐射没有方向性，在各方向上辐射强度相等，方向是个球体。我们以理想的点源天线作为标准与实际天线进行比较，在相同的辐射功率某天线产生于某点的电场强度平方E2与理想的点源天线在同一点产生的电场强度的平方E02的比值称为该点的方向性参数D=E2/E02。 3、天线增益 增益和方向性系数同是表征辐射功率集中程度的参数，但两者又不尽相同。增益是在同一输出功率条件下加以讨论的，方向性系数是在同一辐射功率条件下加以讨论的。由于天线各方向的辐射强度并不相等，天线的方向性系数和增益随着观察点的不同而变化，但其变化趋势是一致的。一般地，在实际应用中，取最大辐射方向的方向性系数和增益作为天线的方向性系数和增益。 另外，表征天线增益的参数有dBd和dBi。DBi是相对于点源天线的增益，在各方向的辐射是均匀的；dBd相对于对称阵子天线的增益dBi=dBd+2.15。相同的条件下，增益越高，电波传播的距离越远。 4、入阻输入阻抗 输抗是指天线在工作频段的高频阻抗，即馈电点的高频电压与高频电流的比值，可用矢量网络测试分析仪测量，其直流阻抗为0Ω。一般移动通信天线的输入阻抗为50Ω。 5、驻波比 由于天线的输入阻抗与馈线的特性阻抗不可能完全一致，会产生部分的信号反射，反射波和入射波在馈线上叠加形成驻波，其相邻的电压最大值与最小值的比即为电压驻波比VSWR。假定天线的输入功率P1，反射功率P2，天线的驻波比VSWR=（+）/（-）。一般地说，移动通信天线的电压驻波比应小于1.5，但实际应用中VSWR应小于1.2。 6、极化方式 根据天线在最大辐射（或接收）方向上电场矢量的取向，天线极化方式可分为线极化，圆极化和椭圆极化。线极化又分为水平极化，垂直极化和±45o极化。发射天线和接收天线应具有相同的极化方式，一般地，移动通信中多采用垂直极化或±45o极化方式。 7、双极化天线隔离度 双极化天线有两个信号输入端口，从一个端口输入功率信号P1dBm，从另一端口接收到同一信号的功率P2dBm之差称为隔离度，即隔离度=P1-P2。 移动通信基站要求在工作频段内极化隔离度大于28dB。±45o双极化天线利用极化正交原理，将两副天线集成在一起，再通过其他的一些特殊措施，使天隔离度大于30dB。

无线WiFi天线增益计算公式

无线WiFi-天线增益计算公式 附1:天线口径和2.4G频率的增益 0.3M 15.7DBi 0.6M 21.8DBi 0.9M 25.3DBi 1.2M 27.8DBi 1.6M 30.3DBi 1.8M 31.3DBi 2.4M 3 3.8DBi 3.6M 37.3DBi 4.8M 39.8DBi 附2:空间损耗计算公式 Ls=92.4+20Logf+20Logd 附3:接收场强计算公式 Po-Co+Ao-92.4-20logF-20logD+Ar-Cr=Rr 其中Po为发射功率,单位为dbm. Co为发射端天线馈线损耗.单位为db. Ao为天线增益.单位为dbi. F为频率.单位为GHz. D为距离,单位为KM. Ar为接收天线增益.单位为dbi. Cr为接收端天线馈线损耗.单位为db. Rr为接收端信号电平.单位为dbm. 例如:AP发射功率为17dbm(50MW).忽略馈线损耗.天线增益为10dbi.距离为2KM.接收天线增益为10dbi.到达接收端电平为

17+10-92.4-7.6-6+10=-69dbm

附4: 802.11b 接收灵敏度 22 Mbps (PBCC): -80dBm 11 Mbps (CCK): -84dBm 5.5 Mbps (CCK): -87dBm 2 Mbps (DQPSK): -90dBm 1 Mbps (DBPSK): -92dBm (典型的测试环境：包错误率PER < 8% 包大小：1024 测试温度：25ºC + 5ºC) 附5: 802.11g 接收灵敏度 54Mbps (OFDM) -66 dBm 8Mbps (OFDM) -64 dBm 36Mbps (OFDM) -70 dBm 24Mbps (OFDM) -72 dBm bps (OFDM) -80 dBm 2Mbps (OFDM) -84 dBm 9Mbps (OFDM) -86 dBm 6Mbps (OFDM) -88 dBm --------------------------------------------------------------- 发一个计算抛物面半径的公式，不少人拿到抛物面可以一下子计算不出来焦点。 r=(4*h*h+l*l)/8*h 式中r是抛物面半径，l是抛物面开口口径，也就是弦长，h是弦长中点到抛物面顶点的距离，抛物面的深度，也就是弦高。直径D=2r. 对于增益天线工作原理较为通俗的说法就是:在现有天线周围放置规则的金属抛物面，使天线位于抛物面的内反射焦点处，通过电磁波反射在焦点处形成能量集中，从而增强电磁信号的收发，实现在特定方向增强信号。 制作简单的增益天线的关键就在于找到比较规则的金属抛物面和计算抛物面的焦点位置。金属抛物面并不一定要求用金属板，也可以是

增益天线种类详解

电源招聘专家 增益天线种类详解 着无线产品价格的逐渐走低，许多人都在企业或家里构筑了无线网络，大大方便了日常应用。不过，家里面积大了，企业间的距离远了，无线网络不稳定、数据传输受阻等技术开始出现。怎样才能解决这些棘手的技术呢? 更换网络设备花销过大，不符合经济节约的消费理念，而更换、加装增益天线却是极为经济切增强无线网络传输能力、稳定性的方法。 了解增益天线 作为增益天线的基本属性，增益是指定方向上的最大辐射强度和天线最大辐射强度的比值，即天线功率放大倍数。在一般情况下，增益的强弱将干扰到天线辐射或接收无线信号的能力。也就是说，在同等条件下，增益越高，无线信号传播距离就越远。增益的单位为dBi，室内天线大多为4dBi～5dBi，室外天线大多为8.5dBi～14dBi。 通常情况下，由于增益的大小和无线带宽成反比，即增益越大，其带宽就越窄;增益越小，带宽则较大。因此，较大增益的天线主要在远距离传输，而小增益天线则更适合于无线信号大覆盖范围的应用环境。 目前在无线网络应用中，天线分为点对点应用、点对多点应用两种，用户可根据不同的应用范围选购不同类型的无线天线，使无线信号能够顺利地被各个无线设备接收和发送。 天线种类扫描 在上文中，我们说明了增益天线的定义和作用。其实，增益天线仅是一个统称而已，我们可以笼统地将它看做是无线天线。在这个天线家族中，还有许多不为人所知的新面孔。在此，我们让大家“见识”一下它们的实力。 1.种类全接触 无线天线可分为全向天线、定向天线、扇形天线、平板天线等类型。 其中全向天线适在各无线接点距离较近、需要覆盖较多数量无线设备及客户端的场合，但这些设备的增益大多较小，信号传递距离较短。 定向天线包括八木定向天线、角型定向天线、抛物面定向天线等品种，适在各无线接点位置距离很远，并且无线接入点集中、数量较少且位置固定的环境。这种天线具有信号传递距离长、能量汇聚能力强的特点。 扇形天线可以多角度的覆盖，如果无线接入点集中在该天线的覆盖范围内，可考虑选购此类天线，它具有能量定向和汇聚功能。 平板天线的角度范围可分为30度和15度，比扇形天线的信号覆盖范围小，但它的能量汇聚能力更强，可用在无线接入点相对较远、更为集中的环境。 2.主流天线详解 在诸多不同类型的天线中，使用全向天线和定向天线的企业和个人非常多，它们也是笔者要重点推荐大家使用的天线。 ●全向天线 所谓全向天线，是指在水平面上辐射和接收无最大方向的天线。由于辐射和接收无方向性，所以此类天线安装起来比较方便，不需要考虑传输点的天线安装角度技术。 不过全向天线没有最大方向，它的天线增益相对较低，这就导致无线信号的传输距离较短。因此，这类天线一般比较适合在传输距离规则不太高的点对多点通信环境使用。例如，在对等网络和无线漫游网络的中心无线AP上使用此类天线，通过中心无线AP，可以均匀地将

射频参数解析

盛年不重来，一日难再晨。及时宜自勉，岁月不待人。 射频参数 1.回波损耗 又称反射损耗，是电缆线路由于阻抗不匹配所产生的反射，是一对线自身的反射。 不匹配主要发生在连接器的地方，但也可能发生于电缆中特性阻抗发生变化的地方。 回波损耗是传输线端口的反射功率与入射波功率之比，以对数形式来表示，单位是dB，一般是负值，其绝对值可以成为反射损耗。 回波损耗= -10 lg [(反射功率)/(入射功率)] 2.反射系数 反射波和入射波电压之比 回波损耗= 20|lg(反射系数Γ)| 3.驻波比 全称电压驻波比，又名VSWR或SWR，英文Voltage Standing Wave Ratio的简写。指驻波波腹电压与波谷电压幅度之比，又称驻波系数、驻波比。驻波比为1时，表示馈线和天线的阻抗完全匹配，此时高频能量全部被天线辐射出去，没有能量的反射损耗；驻波比为无穷大时表示全反射，能量完全没有辐射出去。 驻波比会随着频率而改变 在入射波和反射波相位相同的地方，电压振幅相加为最大电压振幅Vmax ，形成波腹；在入射波和反射波相位相反的地方电压振幅相减为最小电压振幅Vmin ，形成波谷。 其它各点的振幅值则介于波腹与波谷之间。这种合成波称为行驻波。驻波比是驻波波腹处的电压幅值Vmax与波谷处的电压幅值Vmin之比 驻波比就是一个数值，用来表示天线和电波发射台是否匹配。如果SWR 的值等于

1，则表示发射传输给天线的电波没有任何反射，全部发射出去，这是最理想的情况。 如果SWR 值大于1，则表示有一部分电波被反射回来，最终变成热量，使得馈线升温 驻波比反射率： 1.00.00% 1.10.23% 1.20.83% 1.3 1.70% 1.5 4.00% 1.7 6.72% 1.88.16% 2.011.11% 2.518.37% 3.025.00% 4.036.00% 5.044.44% 7.056.25% 1066.94% 1576.56% 2081.86% 4.天线增益 天线增益是指：在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。 增益与天线方向图有密切的关系，方向图主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。天线增益是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力，它是选择基站天线最重要的参数之一。 一般来说，增益的提高主要依靠减小垂直面向辐射的波瓣宽度，而在水平面上保持全向的辐射性能。 表示天线增益的参数有dBd和dBi，dBi是相对于点源天线的增益，在各方向上的辐射是均匀的；dBd相对于对称阵子天线的增益dBi=dBd+2.15。相同条件下，增益越高，电波传播的距离越远

大型抛物面天线的FEKO仿真计算概要

馈源方向图可以作为激励引入。 大型抛物面天线的FEKO仿真计算 发表时间：2009-8-8 作者: 陈鑫*余川来源: 安世亚太 关键字: FEKO 仿真抛物面天线方向图 本文利用FEKO 软件仿真计算得到了抛物面天线的方向图。在仿真过程中将喇叭馈源生成的方向图做为激励加入， FEKO 软件的这一特点不但提高了计算速度、节约了所需要的系统资源，也为进一步对抛物面天线阵的仿真打下了基础。 1 前言 在电子对抗、跟踪遥测等工程应用领域内，由于抛物面天线具有发射功率大、副瓣较低、结构简单易加工、相关技术较成熟等优点，常常被选做发射天线或者阵列单元。 在频率较高频段，特别是C 波段以上的频段，其波长已经在10 厘米以内，对于直径在一米以上的大型抛物面天线或者天线阵列来说，市面上其他电磁场仿真软件在对于电大天线的仿真计算能力很弱，有些根本无法计算，而FEKO 软件恰恰弥补了这一空白。 本文利用FEKO 软件仿真计算得到了直径为110 厘米的抛物面天线方向图（X 波段），在仿真过程中将喇叭馈源生成的方向图数据文件做为激励加入，抛物面表面采用PO 算法，大大提高了计算效率，节省了所需硬件资源，为进一步对抛物面天线阵的仿真打下了基础。 2 馈源仿真计算 对于传统前馈抛物面的仿真，一般都是将喇叭馈源和抛物面整体建模、整体计算的方法。在计算机硬件资源和时间允许的情况下，其优点是操作简单，直接得出计算结果；但是如果需要计算天线阵列或者更大的抛物面天线，也许对于计算机资源要求就太高，往往无法满足需要。因此，我们首先用SABOR 软件快速设计喇叭几何尺寸，计算喇叭的大致远场方向图和增益（图1）。在FEKO 中用MLFMM 计算该尺寸的喇叭方向图，如图2 所示，计算结果与设计一致，满足下一步计算要求。

高增益微带八木天线的设计

高增益微带八木天线的设计

高增益微带八木天线的设计 【摘要】本文基于八木天线的结构设计并制作了一个准八木高增益微带天线，利用电磁仿真软件CST进行仿真设计。通过增加引向器的个数来增加增益随着引向器的增加，增益由4.15dBi增加到8.2dBi；通过增加x方向的单元数，压缩E 面的方向性进而提高增益，其增益由8.2dBi提高到12.7dBi。最终设计出一款工作于5.8GHz，增益约为12.7dBi，前后比为26dB的天线，实测与仿真结果基本吻合。 1、微带八木天线的设计原理 随着微波技术的发展，微带准八木天线由于其结构简单易于加工实现而成为国内外的一个研究热点。微带准八木天线的工作原理如图，采用180°相位差的微带传输线作为馈线，馈入八木天线的两臂的信号刚好等幅反向。八木天线可看作是端射式行波天线，其波瓣图可近似为间距λ/4，相位递减90°的电源端射阵。在微带八木中要实现输入端的阻抗匹配很关键，2单元6元阵子在馈电微带的阻抗匹配计算如图1所示 图1 阻抗匹配计算 八木天线的地板作为反射器，馈电后的主阵子向空间辐射电磁波，同时引向阵子由于耦合作用产生了感应电流，也向外辐射电磁波，引向器和反射器的相互作用能将有源振子辐射的能量集中到主辐射方向。引向器的数目在一定的范围内越多，方向性越强，增益就越高。有源振子的长度一般取半波长，通过调整阵子间的间距以及无源振子的长度，可以改变无源振子上产生的交变感应电流的相位和幅度，使得电磁场在主方向上叠加，从而达到增强天线辐射方向性的目的，进而提高天线的增益和辐射效率。不同数量引向阵子对应增益增量如表1所示。 表1 不同单元八木天线的增益值

发射功率与增益详解

发射功率与增益详解 2011-09-28 15:31:48| 分类：TEC-Hardware|举报|字号订阅 本文转载自jason《发射功率与增益详解》 无线电发射机输出的射频信号，通过馈线（电缆）输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后，由天线接收下来（仅仅接收很小很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接收机。因此在无线网络的工程中，计算发射装置的发射功率与天线的辐射能力非常重要。 Tx是发射（Transmits）的简称。无线电波的发射功率是指在给定频段范围内的能量，通常有两种衡量或测量标准： 功率（W）－相对1瓦（Watts）的线性水准。 增益（dBm）－相对1毫瓦（Milliwatt）的比例水准。 两种表达方式可以互相转换： dBm = 10 x log[ 功率mW] mW = 10 [ 增益dBm / 10 dBm] 在无线系统中，天线被用来把电流波转换成电磁波，在转换过程中还可以对发射和接收的信号进行“放大”，这种能量放大的度量成为“增益（Gain）”。天线增益的度量单位为“dBi”。 由于无线系统中的电磁波能量是由发射设备的发射能量和天线的放大叠加作用产生，因此度量发射能量最好同一度量－增益（dB），例如，发射设备的功率为100mW ，或20dBm；天线的增益为10dBi，则： 发射总能量＝发射功率（dBm）＋天线增益（dBi） ＝20dBm ＋10dBi ＝30dBm

或者：＝1000mW ＝1W 在“小功率”系统中每个dB都非常重要，特别要记住“3dB法则”。 每增加或降低3dB，意味着增加一倍或降低一半的功率： -3 dB = 1/2 功率 -6 dB = 1/4 功率 +3 dB = 2x 功率 +6 dB = 4x 功率 例如，100mW的无线发射功率为20dBm，而50mW的无线发射功率为17dBm，而200mW的发射功率为23dBm。 0dbm=0.001w 左边加10=右边乘10 所以0+10DBM=0.001*10W 即10DBM=0.01W 故得20DBM=0.1W 30DBM=1W 40DBM=10W 还有左边加3=右边乘2，如40+3DBM=10*2W，即43DBM=20W 例如机器20W 在400MHZ频率上使用30米50-7（物理发泡低损耗电缆）到天线上还剩下多少增益 20W=43DB 30米50-7损耗一米小于0.09 按照最大值0.09*30=2.7DB 43DB-2.7DB=40.3DB 天线增益16DBi+40.3DB=56.3DB

天线增益的计算公式.doc

天线增益的计算公式 天线增益是指：在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。增益显然与天线方向图有密切的关系，方向图主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。 可以这样来理解增益的物理含义--一为在一定的距离上的某点处产生一定大小的信号,如果用理想的无方向性点源作为发射天线，需要100W 的输入功率，而用增益为G = 13dB = 20的某定向天线作为发射天线时，输入功率只需100 / 20 = 5W。换言之，某天线的增益，就其最大辐射方向上的辐射效果来说，与无方向性的理想点源相比，把输入功率放大的倍数。 半波对称振子的增益为G=2.15dBi o4个半波对称振子沿垂线上下排列，构成一个垂直四元阵，其增益约为G=8.15dBi（dBi这个单位表示比较对象是各向均匀辐射的理想点源）o 如果以半波对称振子作比较对象，其增益的单位是dBd o 半波对称振子的增益为G=0dBd （因为是自己跟自己比，比值为1 , 取对数得零值。）垂直四元阵，其增益约为G=8.15 - 2.15=6dBd。 天线增益的若干计算公式 1）天线主瓣宽度越窄，增益越高。对于一般天线，可用下式估算其增益：G （dBi） =10Lg{32000/ （2。3dB,EX2。3dB,H） } 式中，2。3dB,E与2 0 3dB,H分别为天线在两个主平面上的波瓣宽度; 32000是统计出来的经验数据。

2)对于抛物面天线，可用下式近似计算其增益： G (dBi) =10Lg(4.5X (D/XO) 2} 式中，D为抛物面直径； 入0为中心工作波长； 4.5是统计出来的经验数据。 3)对于直立全向天线，有近似计算式 G (dBi) =10Lg(2L/X0) 式中，L为天线长度； 入0为中心工作波长； 天线的增益的考量 在无线通讯的实际应用中，为有效提高通讯效果，减少天线输入功率，天线会做成各种带有辐射方向性的结构以集中辐射功率，由此就引申出“天线增益”的概念。简单说，天线增益就是指一个天线把输入的射频功率集中辐射的程度，显然，天线的增益与其方向图的关系很大，主瓣越窄、副瓣越小的天线其增益就越高，而不同结构的天线，其方向图的差别是很大的。 在通讯技术领域，与其它考量功率、电平等参数的量值同样，天线增益也采用相对比较并取对数的简化法来表示，具体计算方法为：在某一方向向某一位置产生相同辐射场强的时，对无损耗理想基准天线的输入功率与待考量天线的输入功率的比值取对数后乘以10 (G = 10lg(基准Pin/ 考量

制作超强的无线网卡天线-最远30公里

最远30公里！-制作超强的无线网卡天线 无线路由器越来越普及，引出的讨论也越来越多。特别是信号强度，接收性的问题相当值得注意。而大家最经常想到、比较可行的办法就是采用增益天线。因此，编者特收集 整理相关制作天线的例子，从国内外、从低端到终极，以一种比较客观的角度，展示天线制作 的技巧方法、天线的作用有多大、能达到什么样的效果。 初学者型奶粉罐天线 一、选型 先上网收集天线资料，看到很多国外的天线DIYER做出来的WIFI天线真是五花八门！有螺旋天线、有八木天线、有菱形天线、有栅网天线、还有罐头天线......让人看得眼花缭乱。经过再 三筛选，最终把制作目标锁定在罐头天线上。选择它为DIY对象主要是因为这种天线取材方便、效率高！十分适合初学者制作。 二、制作 圆筒天线之所以取材方便，是由于人人家里必定有铁罐、金属筒之类的东西。笔者就是随便拿 了一个奶粉罐制作的。 下面是参照外国WIFI网站的图片而画的制作图。 各数据如下： 中心频点＝2.445G 圆筒直径＝127mm 圆筒长度＝111mm 振子长度＝31mm 振子距圆筒底部边距＝37mm 从图片可以看出，馈线的屏蔽网连接金属圆筒，信号通过圆筒反射到振子上，当然振子就是馈 线的芯线了，芯线与金属筒是绝缘的，这点必须注意！ 1001下载乐园 https://www.wendangku.net/doc/f518196962.html,

在参照外国爱好者制作WIFI天线的同时，笔者加入了自己的想法：很多爱好者都喜欢在圆筒加装N座或BNC座，然后在馈线的连接处做对应的N头或BNC头，用于连接。但笔者觉得虽然该方法对使用十分方便，但同时也对信号造成了损耗（估计1－2DBI），尤其在2.4G的频段更加明显！因此，mr7决定把屏蔽网直接焊在圆筒上（焊接前先把外壳打磨光滑），而作为振子的芯线则保留其原来的泡沫绝缘。这样一来把损耗减到最低。有点专线专用的味道了！ 建议大家最好在焊接前找根直径稍比馈线粗一点的小铜管和热缩套管，先把铜管套在馈线上，然后跟屏蔽网一起焊牢在金属圆筒的外壳上，然后用热风筒把热缩套管来回吹多次，把馈线固定在铜管上，这样一来可以很好的减低由于调节天线时给馈线和振子带来的影响！ 馈线笔者是选用双屏蔽的RG-58电缆，接头是SMA母头，用于接在WIFI的AP上面。一般来说馈线直径越粗越好，而且长度要尽量短，不然馈线过长所造成的损耗比天线增益还大，失去

MIMO技术详解

MIMO技术详解 1．介绍 随着无线通信系统的充分发展，语音业务已经不能够满足人们对高速数据业务的要求。提供网页浏览、多媒体数据传输以及其他类型的数据业务是发展无线通信系统和服务的一个重要目的。特别是，基于码分多址的第三代移动通信系统。虽然已经提出多种利用现有无线资源(诸如码道、时隙、频率等)提高数据传输速率的建议，但是其只不过是以语音容量换取数据容量的方法。随着MIMO的技术的出现，一种利用多个发射天线、多个接收天线进行高速数据传输的方法已经被提出，并成为未来无线通信技术发展的一种趋势。最早提出MIMO概念的是Telatar和Foschini，其中Foschini等人提出的BLAST结构是典型的利用MIMO技术进行空间多路复用的技术。已经证明，具有M个发射天线以及P 个接收天线的MIMO系统，在P≥M的情况下几乎可以使得信道容量提高到原来的M倍。 传统的MIMO系统均是非扩频的系统，而第三代移动通信系统是基于CDMA技术的扩频系统。可以采用码复用(Code-Reuse)方式把MIMO技术与CDMA系统结合起来，从而有效地提高其高速下行分组接入(HSDPA)的总体数据速率。同样，TD-SCDMA系统也可以采用码复用的方式来应用MIMO技术，本文给出了一种TD-SCDMA系统的MIMO技术解决方案。这样，TD-SCDMA系统将既可以应用智能天线技术，也可以应用MIMO天线技术，本文将初步分析应用MIMO技术之后对智能天线技术的影响。 2．MIMO技术概述 MIMO技术大致可以分为两类：发射/接收分集和空间复用。传统的多天线被用来增加分集度从而克服信道衰落。具有相同信息的信号通过不同的路径被发送出去，在接收机端可以获得数据符号多个独立衰落的复制品，从而获得更高的接收可靠性。举例来说，在慢瑞利衰落信道中，使用1根发射天线n根接收天线，发送信号通过n个不同的路径。如果各个天线之间的衰落是独立的，可以获得最大的分集增益为n，平均误差概率可以减小到，单天线衰落信道的平均误差概率为。对于发射分集技术来说，同样是利用多条路径的增益来提高系统的可靠性。在一个具有m根发射天线n根接收天线的系统中，如果天线对之间的路径增益是独立均匀分布的瑞利衰落，可以获得的最大分集增益为mn。智能天线技术也是通过不同的发射天线来发送相同的数据，形成指向某些用户的赋形波束，从而有效的提高天线增益，降低用户间的干扰。广义上来说，智能天线技术也可以算一种天线分集技术。 分集技术主要用来对抗信道衰落。相反，MIMO信道中的衰落特性可以提供额外的信息来增加通信中的自由度(degrees of freedom)。从本质上来讲，如果每对发送接收天线之间的衰落是独立的，那么可以产生多个并行的子信道。如果在这些并行的子信道上传输不同的信息流，可以提供传输数据速率，这被成为空间复用。需要特别指出的是在高SNR 的情况下，传输速率是自由度受限的，此时对于m根发射天线n根接收天线，并且天线对之间是独立均匀分布的瑞利衰落的。 根据子数据流与天线之间的对应关系，空间多路复用系统大致分为三种模式：D-BLAST、V-BLAST以及T-BLAST。 D-BLAST最先由贝尔实验室的Gerard J. Foschini提出。原始数据被分为若干子流，每个子流之间分别进行编码，但子流之间不共享信息比特，每一个子流与一根天线相对应，但是这种对应关系周期性改变，如图1.b所示，它的每一层在时间与空间上均呈对角线形状，称为D-BLAST(Diagonally- BLAST)。D-BLAST的好处是，使得所有层的数据可以通过不同的路径发送到接收机端，提高了链路的可靠性。其主要缺点是，由于符号在空间与时间上呈对角线形状，使得一部分空时单元被浪费，或者增加了传输数据的冗余。如图1.b所示，在数据发送开始时，有一部分空时单元未被填入符号(对应图中右下角空白部分)，为了保证D-BLAST的空时结构，在发送结束肯定也有一部分空时单元被浪费。如果采用burst模式的数字通信，并且一个burst的长度大于M(发送天线数目)个发送时间间隔，那么burst的长度越小，这种浪费越严重。它的数据检测需要一层一层的进行，如图1.b所示：先检测c0、c1和c2，然后a0、a1和a2，接着b0、b1和b2…… 另外一种简化了的BLAST结构同样最先由贝尔实验室提出。它采用一种直接的天线与层的对应关系，即编码后的第k个子流直接送到第k根天线，不进行数据流与天线之间对应关系的周期改变。如图1.c所示，它的数据流在时间与空间上为连续的垂直列向量，称为V-BLAST(Vertical-BLAST)。由于V-BLAST中数据子流与天线之间只是简单的对应关系，因此在检测过程中，只要知道数据来自哪根天线即可以判断其是哪一层的数据，检测过程简单。 考虑到D-BLAST以及V-BALST模式的优缺点，一种不同于D-DBLAST与V-BLAST的空时编码结构被提出：T-BLAST。等文献分别提及这种结构。它的层在空间与时间上呈螺纹(Threaded)状分布，如图2所示。原始数据流被多路分解为若干子流之后，每个子流被对应的天线发送出去，并且这种对应关系周期性改变，与D-BLAST系统不同的是，在发送的初始阶段并不是只有一根天线进行发送，而是所有天线均进行发送，使得单从一个发送时间间隔来看，它的空时分布很像V-BALST，只不过在不同的时间间隔中，子数据流与天线的对应关系周期性改变。更普通的T-BLAST结构是这种对应关系不是周期性改变，而是随机改变。这样T-BLAST不仅可以使得所有子流共享空间信道，而且没有空时单元的浪费，并且可以使用V-BLAST检测算法进行检测。

天线增益、传输环境与通信距离的关系

天线增益、传输环境与通信距离的关系 一个无线通信系统能够实现的通信距离是由组成该系统的各个设备及通信环境等多种因素决定的。它们之间的关系可通过下 述通信距离方程表示。 如果通信系统发送设备的发射功率为PT ，发射天线增益为 GT,工作波长为入。接收设备接收机的灵敏度为PR，接收天线增益为GR，收、发天线间距离为R，在可视距离内，在环境 无电磁干扰时，有以下关系： PT(dBm)-PR(dBm)+ GT(dBi)+ GR(dBi)=20log4pr(m)/l(m)+Lc(dB)+ L0(dB) 式中，Lc 是基站发射天线的馈线插损； L0 是传播途中的电波损耗。 在系统设计时，对最后一项电波传播损耗L0 要留有足够的余量。 一般经过树林和土木建筑大致需要有10~15 dB 余量;经过钢筋 水泥楼时需要有30~35 dB 余量。 对于800MH 、900ZMHz CDMA 和GSM 频段，通常认为手机的接收门限电平约为-104dBm ，而实际的接收信号至少应高出 10dB ，才能保证达到要求的信噪比。实际上，为保持良好的通信，往往按接收功率为-70 dBm 来计算。设基站有如下参数：发射功率为PT =20W=43dBm ；接收功率为PR=-70dBm ；馈线的损耗为2.4dB (约为60 米的馈线) 手机接收天线增益GR=1.5dBi;

工作波长入=33.333cm (相当于频率f0 =900MHz); 上述通信方程将变为: 43dBm-(-70dBm)+ GT(dBi)+1.5dBi=32dB+ 20logr(m) dB +2.4dB + 传播损耗L0 114.5dB+ GT(dBi) -34.4dB = 20logr(m)+ 传播损耗L0 80.1dB+ GT(dBi) = 20logr(m)+ 传播损耗L0 当上式的左侧值大于右边值，即： GT(dBi) > 20logr(m)-80.1dB+ 传播损耗L0 不等式成立时，可认为 能保持系统的良好通信。 如果基站采用全向发射天线，增益为GT=11dBi ，收、发天线距离R=1000m; 则通信方程进一步变为11dB> 60-80.1dB + 传播损耗 L0 ，即在传播损耗L0<31.1dB 时，在1 公里距离内就能保持良好通信。 在上述同样传播损耗条件下如果发射天线增益GT=17dBi ，即提高6dBi ，则通信距离可增加一倍，即r=2 公里。其它可依此类推。但应注意，增益GT 为17dBi 的基站天线只能是波束宽度为 3 0 °、65 °或90°等的扇形波束覆盖，而不能保持全向覆盖了。另外如果在上述计算中是发射天线增益GT=11dBi 保持不变，但传播环境改变，传播损耗L0=31.1dB-20dB=11.1dB ，则这减小的20dB 传播损耗会使通信距离提高十倍，即r=10 公里。而传播损耗项与周围的电磁环境有关，在城区，高层建筑多而密集，传播损耗大，在郊区农