天线的基础知识，你知道多少

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2025-05-21 16:47:16 764

1.天线工作原理

当导线载有交变电流，且导线长度增大到与波长相比拟时，能形成较强的电磁波辐射，这样的直导线称为振子。两臂长度相等，每臂长为四分之一波长、全长为二分之一波长的振子是半波对称振子，它是经典且应用广泛的天线，可单独使用或作为馈源，也能组成天线阵。

2.天线电性能参数

方向图：用于描述天线在空间各个方向上发射或接收电磁波的能力，一个单一的半波对称振子具有平放的 “面包圈” 形立体方向图，可切割成 E 面和 H 面方向图。通过多个对称振子组阵或利用反射板，能控制辐射方向，增强方向性。

工作频段：天线工作频段必须与所设计系统的频段相对应，从降低带外干扰信号角度，带宽刚好满足频带要求即可。

输入阻抗：天线输入阻抗是馈电端输入电压与输入电流的比值，最佳情况是输入阻抗为纯电阻且等于馈线特性阻抗，此时无功率反射和驻波。匹配优劣可用反射系数、行波系数、驻波比和回波损耗衡量，移动通信天线输入阻抗一般为 50Ω 。

电压驻波比与回波损耗：电压驻波比（VSWR）是行波系数的倒数，

驻波比与回波损耗：

VSWR= 1?∣Γ∣/1+∣Γ∣,RL (dB)=?20log∣Γ∣

当VSWR=1.5时，回波损耗≈14dB。

增益转换：半波振子增益为0dBd（2.15dBi）。

在 1 到无穷大之间，驻波比为 1 表示完全匹配，在移动通信系统中一般要求小于 1.5，实际应用中应小于 1.3；回波损耗是反射系数的倒数，以分贝值表示，在 0dB 到无穷大之间，越大表示匹配越好，移动通信系统中一般要求大于 14dB。

极化方式：无线电波的电场方向为电波的极化方向，单极化天线多采用垂直极化，双极化天线多采用 +45° 双极化。

天线分集方式：包括空间分集和极化分集。空间分集要求两个接收天线间隔距离；极化分集使用 45° 双极化天线，两个相互垂直的 45° 极化有较好分集接收能力。

增益：在输入功率相等条件下，实际天线与理想辐射单元在空间同一点处信号功率密度之比，定量描述天线集中辐射程度。方向图主瓣越窄、副瓣越小，增益越高，常用单位有 dBd 和 dBi，(dBi = dBd + 2.15)。

波束宽度：在主瓣最大辐射方向两侧，辐射强度降低 3dB（功率密度降低一半）的两点间夹角为波瓣宽度（3dB 宽度），还有辐射强度降低 10dB（功率密度降至十分之一）的 10dB 波瓣宽度。波瓣宽度越窄，方向性越好。全向天线水平波瓣宽度为 360°，定向天线水平波瓣宽度有多种，常用 65°、90°；垂直波瓣宽度一般在 3 - 80° 之间，基站多采用 5° - 18° 的天线。

下倾角：天线下倾方式有机械下倾和电下倾。机械下倾价格便宜，多用于下倾角度小于 10° 的环境；电下倾价格较贵，下倾角度范围大，下倾角度较大时天线方向图无明显畸变。城区站点、较高站点等特定环境适合采用电下倾天线。

前后比：主瓣最大值与后瓣最大值之比，一般要求为 25dB。

上旁瓣抑制与零点填充：天线主瓣上面的旁瓣应抑制，主瓣的第一旁瓣电平应小于 - 18dB；主瓣底下的旁瓣需对周围区域有效覆盖，主瓣下面的第一零点电平应大于 - 20dB。

功率容量与三阶互调：一般天线功率容量范围 25 - 1500W，基站天线功率容量应大于 200W。

天线口隔离度：理想的极化完全隔离不存在。

3.天线机械参数

尺寸与重量：天线尺寸包括长、宽、厚，长与垂直波瓣、增益、波长有关，宽与水平波瓣、波长有关，厚与所采用的天线技术有关，重量影响运输和施工。

天线罩材料：常用 PVC、ABS、fiberglass 等，需具备防晒、防冻、防盐雾、阻燃、抗老化等性能。

天线抱杆与防雷：天线需防雷，金属件直流到地。

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