Антенна
Базовые знания в области измерения антенн
Примерно 25 минут, чтобы закончить чтение
Базовые знания об измерениях антенн включают в себя множество аспектов, включая функции антенны, рабочие параметры, методы измерения и условия тестирования. Ниже приводится подробное объяснение основных знаний об измерении антенн:
1ã Функция антенны
Антенна является ключевым компонентом систем беспроводной связи, и ее основные функции включают в себя:
Направленное излучение или прием радиоволновых сигналов: в состоянии передачи антенна преобразует высокочастотную электромагнитную энергию в линии передачи в электромагнитные волны в свободном пространстве; В состоянии приема электромагнитные волны в свободном пространстве преобразуются в высокочастотную электромагнитную энергию в линии передачи.
Преобразование энергии: Антенны должны эффективно преобразовывать энергию направленных волн, распространяемых фидерной системой, в энергию электромагнитных волн или преобразовывать полученную энергию электромагнитных волн в текущие сигналы.
⢠Направленность: Антенны могут излучать или принимать электромагнитные волны направленным образом, концентрируя их в желаемом направлении, насколько это возможно.
Поляризация: Антенна должна быть способна излучать или принимать электромагнитные волны указанной поляризации.
2ã Рабочие параметры антенны
Параметры производительности антенны являются важными показателями для измерения ее производительности, в основном включая:
Усиление: относится к способности антенны усиливать принятый сигнал, обычно тесно связанной с направленностью.
Направленность: описывает интенсивность излучения антенны в определенном направлении относительно ее всенаправленного состояния излучения.
Эффективность: включает в себя эффективность излучения антенны и общую эффективность, причем первая учитывает потери в антенне , а вторая учитывает общие потери, такие как потери в проводнике и диэлектрике антенны.
Импеданс: отношение напряжения к току на входной клемме антенны, которое является нагрузкой фидерной системы и требует хорошего согласования импеданса с фидерной системой.
Коэффициент стоячей волны (КСВН): отражает степень согласования между антенной и фидерной системой.
Поляризация: метод поляризации, с помощью которого антенна излучает или принимает электромагнитные волны.
Рабочая полоса частот: диапазон частот, в котором антенна может нормально работать.
3ã Метод измерения антенны
Измерение параметров антенны обычно проводится с использованием таких инструментов, как измерители напряженности поля, измерители мощности, измерители импеданса или анализаторы цепей, а также специализированного испытательного оборудования, такого как стандартные антенны. Методы измерения включают:
Измерение диаграммы направленности излучения: используя метод фиксированной антенны или метод вращающейся антенны, измерьте интенсивность излучения антенны в разных направлениях и нарисуйте диаграмму направленности излучения.
Измерение усиления: используя метод сравнения, сравните тестируемую антенну со стандартной антенной с известным коэффициентом усиления, чтобы определить коэффициент усиления тестируемой антенны.
Измерение импеданса: используйте метод моста, метод измерительной линии или метод частоты развертки для измерения входного сопротивления антенны.
4ã Тестовая среда
Для точного измерения рабочих параметров антенны необходимо обеспечить идеальную среду тестирования, для чего обычно требуется:
⢠Ровная и открытая площадка: отсутствие металлических барьеров или отражателей для уменьшения влияния на распространение электромагнитных волн.
⢠Достаточное расстояние тестирования: расстояние между тестируемой антенной и вспомогательной антенной должно быть больше минимального расстояния тестирования антенны, чтобы уменьшить ошибки измерения, вызванные разностью фаз электромагнитных волн, падающих на апертуру тестируемой антенны. ⢠Неотражающая камера (безэховая микроволновая камера): Облицовка комнаты изготовлена из поглощающих материалов в форме острых зубов, которые могут поглощать большую часть электромагнитной энергии, падающей на шесть стен комнаты, и имитировать Условия тестирования в свободном пространстве хорошие.
Принцип антенны
Принцип антенны в основном предполагает излучение и прием электромагнитных волн, а также преобразование энергии между направленными волнами и волнами в свободном пространстве. Ниже приводится подробное объяснение принципа действия антенны:
1ã Определение и функция
Определение: Антенна — это устройство, которое может эффективно излучать электромагнитные волны в определенном направлении в пространстве или эффективно принимать электромагнитные волны в определенном направлении в пространстве.
Функция: Антенны играют ключевую роль в системах беспроводной связи, отвечая за преобразование высокочастотных токов (или направленных волн) в электромагнитные волны и их излучение в пространство или за прием и преобразование электромагнитных волн в космосе в высокочастотные токи.
2ã Принцип работы
1. Электромагнитная индукция и электромагнитное излучение:
Принцип работы антенны в основном основан на принципах электромагнитной индукции и электромагнитного излучения. Когда высокочастотный ток проходит через антенну, он генерирует вокруг себя различные электрические и магнитные поля. Согласно теории электромагнитного поля Максвелла, «изменяющееся электрическое поле порождает магнитное поле, а изменяющееся магнитное поле порождает электрическое поле». Путем его непрерывного возбуждения достигается беспроводное распространение сигнала.
На передающей стороне антенна преобразует высокочастотный ток в электромагнитные волны и излучает их в пространство; На приемном конце антенна улавливает электромагнитные волны в пространстве и преобразует их в высокочастотные токи.
2. Преобразование энергии:
Антенна служит преобразователем энергии, завершая преобразование энергии между направленными волнами (или высокочастотными токами) и волнами в свободном пространстве. Передающая антенна преобразует направленные волны в волны свободного пространства, а приемная антенна преобразует волны свободного пространства в направленные волны.
3. Направленность и поляризация:
Антенны имеют определенную направленность и могут излучать или принимать электромагнитные волны направленным образом. Это означает, что антенна имеет более сильные возможности излучения или приема в определенных направлениях и более слабые возможности в других направлениях.
Режим поляризации антенны также является одной из ее важных характеристик, которая определяет состояние поляризации антенны при излучении или приеме электромагнитных волн.
3ã Тип и характеристики антенны
Антенны можно классифицировать по различным классификационным критериям, включая рабочий характер, назначение, характеристики антенны, распределение тока, полосу частот, несущую и форму.
Общие типы антенн включают антенны базовых станций мобильных устройств, антенны вещания, радиолокационные антенны, антенны WIFI, антенны мобильных телефонов и т. д. Каждая антенна имеет свои конкретные сценарии применения и рабочие характеристики.
4ã Проектирование и оптимизация антенн
Форма, размер, материал и другие факторы антенны могут влиять на ее характеристики. Следовательно, при проектировании антенн необходимо всесторонне учитывать множество факторов, включая рабочую частоту, направление излучения, режим поляризации, требования к усилению и т. д.
В процессе проектирования обычно используется программное обеспечение для моделирования и оптимизации, чтобы гарантировать соответствие антенны проектным требованиям.
Что такое антенна?
Антенна — это электронное устройство, используемое для эффективного излучения или приема электромагнитных волн в беспроводной связи. Это незаменимый компонент в беспроводных системах, отвечающий за преобразование направленных волн (например, течения тока в линиях передачи) в радиоволны (электромагнитные волны, распространяющиеся в свободном пространстве) или преобразование радиоволн в направленные волны. .
К конкретным функциям антенны относятся:
1. Излучение и прием. На передающей стороне антенна преобразует высокочастотные токи в электронных устройствах в радиоволны и излучает эти волны в окружающее пространство. На приемном конце антенна улавливает радиоволны в космосе и преобразует их в высокочастотные токи для дальнейшей обработки электронными устройствами.
2. Преобразование энергии: Антенны являются средством преобразования энергии, которое может преобразовывать электрическую энергию электронных устройств в энергию радиоволн или преобразовывать энергию радиоволн в электрическую энергию.
3. Направленность. Многие антенны имеют определенную направленность, что означает, что они могут более эффективно излучать или принимать радиоволны в определенных направлениях. Направленные антенны могут помочь повысить эффективность связи, уменьшить помехи и увеличить расстояние связи.
4. Поляризация. Поляризация антенны относится к направлению электромагнитного поля, в котором она излучает или принимает радиоволны. Общие методы поляризации включают горизонтальную поляризацию, вертикальную поляризацию, круговую поляризацию и эллиптическую поляризацию. Различные методы поляризации могут иметь разные преимущества и ограничения в общении.
5. Согласование импеданса: для эффективной передачи и приема радиоволн антенны должны быть согласованы по импедансу с линиями передачи (например, фидерами). Это означает, что входное сопротивление антенны должно соответствовать характеристическому сопротивлению линии передачи, чтобы уменьшить отражение и потери энергии во время передачи.
Существуют различные типы антенн, включая, помимо прочего, дипольные антенны, рамочные антенны, параболические антенны, спиральные антенны, решетчатые антенны и т. д. Каждая антенна имеет свои конкретные сценарии применения и рабочие характеристики, такие как усиление, направленность, частота. отклик, режим поляризации и т. д.
