摘要
现在的电子通讯技术飞速发展,随着技术可
经济的推进,人们越来越多的使用电子产品,个人在实习期间也接触了一些相关方面的知识,主要是手机天线方面。
关键字 手机天线 GSM CDMA
目录
摘要 0
前言 2
第一章天线基础知识 3
1.1 天线的作用与地位 3
1.2 对称振子 3
1.3 天线方向性的讨论 4
1.3.1 天线方向性 4
1.3.2 天线方向性增强 4
1.3.3 增益 5
1.3.4 波瓣宽度 6
1.3.5 前后比 6
1.3.6 天线增益的若干近似计算式 7
1.3.7 上旁瓣抑制 7
1.3.8 天线的下倾 7
1.4 天线的极化 7
1.4.1 双极化天线 8
1.4.2 极化损失 9
1.4.3 极化隔离 9
1.5 天线的输入阻抗 Zin 10
1.6 天线的
工作频率范围(频带宽度) 10
1.7 移动
通信常用的基站天线、直放站天线与室内天线 10
1.7.1 板状天线 10
1.7.2 高增益栅状抛物面天线 12
1.7.3 八木定向天线 12
1.7.4 室内吸顶天线 12
1.7.5 室内壁挂天线 13
第二章 手机天线注意事项 14
2.1关于手机天线极化方式 14
2.2内置天线基本要求 14
2.3射频电路当中的一些基本概念 15
第三章 手机天线的
设计 20
3.1 无源调试 20
3.2有源测试 21
结论 22
前言
包含移动终端在内的天线性能与外形大小有密切关系。论及天线时通常会使用以物理长度的频率波长制定的规格化电气性长度,一般是将电气性长度为低于1/2π以下的天线定义为小型天线(以下简称为小型天线)。
移动终端几乎都是使用小型天线,它的缺点是低效率、窄频宽,为了确保天线的性能,因此天线小型化有一定的极限,然而如此一来却违背移动终端小型化的时代趋势。所幸的是天线使用的元件大多是可以创造空间的导体,若与波长比较的话,只要导体具备一定大小,基本上就可以当作高天线使用,例如类似移动终端外壳等结构就符合以上条件(图1)。
目前移动终端使用频率大多介于800mMHz~2GHz之间,波长相当于150~350nm左右,因此100~200mm的终端尺寸对小型天线非常有利,也就是说只要巧妙应用移动终端的机壳,就可以获得小型、高性能的天线功能。
第一章天线基础知识
1.1 天线的作用与地位
无线电发射机输出的射频信号功率,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。可见,天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备,没有天线也就没有无线电通信。天线品种繁多,以供不同频率、不同用途、不同场合、不同要求等不同情况下使用。对于众多品种的天线,进行适当的分类是必要的:按用途分类,可分为通信天线、电视天线、雷达天线等;按工作频段分类,可分为短波天线、超短波天线、微波天线等;按方向性分类,可分为全向天线、定向天线等;按外形分类,可分为线状天线、面状天线等;等等分类。
电磁波的辐射
导线上有交变电流流动时,就可以发生电磁波的辐射,辐射的能力与导线的长度和形状有关。如 图1.1 a 所示,若两导线的距离很近,电场被束缚在两导线之间,因而辐射很微弱;将两导线张开,如 图1.1 b 所示,电场就散播在周围空间,因而辐射增强。 必须指出,当导线的长度 L 远小于波长 λ 时,辐射很微弱;导线的长度 L 增大到可与波长相比拟时,导线上的电流将大大增加,因而就能形成较强的辐射。
图1.1 a 图1.1 b
1.2 对称振子
对称振子是一种经典的、迄今为止使用最广泛的天线,单个半波对称振子可简单地单独立地使用或用作为抛物面天线的馈源,也可采用多个半波对称振子组成天线阵。 两臂长度相等的振子叫做对称振子。每臂长度为四分之一波长、全长为二分之一波长的振子,称半波对称振子, 见 图1.2 a 。 另外,还有一种异型半波对称振子,可看成是将全波对称振子折合成一个窄长的矩形框,并把全波对称振子的两个端点相叠,这个窄长的矩形框称为折合振子,注意,折合振子的长度也是为二分之一波长,故称为半波折合振子, 见 图1.2 b。
图1.2 a 图1.2 b
1.3 天线方向性的讨论
1.3.1 天线方向性
发射天线的基本功能之一是把从馈线取得的能量向周围空间辐射出去,基本功能之二是把大部分能量朝所需的方向辐射。垂直放置的半波对称振子具有平放的 "面包圈" 形的立体方向图(图1.3.1 a)。立体方向图虽然立体感强,但绘制困难,图1.3.1 b 与图1.3.1 c 给出了它的两个主平面方向图,平面方向图描述天线在某指定平面上的方向性。从图1.3.1 b 可以看出,在振子的轴线方向上辐射为零,最大辐射方向在水平面上;而从图1.3.1 c 可以看出,在水平面上各个方向上的辐射一样大。
图1.3.1 a 立体方向图 图1.3.1 b 垂直面方向图 图1.3.1c 水平面方向图
1.3.2 天线方向性增强
若干个对称振子组阵,能够控制辐射,产生"扁平的面包圈" ,把信号进一步集中到在水平面方向上。
下图是4个半波振子沿垂线上下排列成一个垂直四元阵时的立体方向图和垂直面方向图。