WLAN—天線技術原理&各種器件介紹
阿新 • • 發佈:2018-12-31
1、無線電波基礎知識:
定義:無線電波是一種能量傳輸形式,在傳播過程中國,電場合磁場在空間是相互垂直的,同時這兩者又都垂直於傳播方向;
無線電波:自由空間傳遞的電磁波,頻率300Hz及以下,原理是導體中的電流強弱的改變會產生無限電波,通過調製可以將資訊載入在電波之上,當電波通過空間傳遞到收端時電波影響到電磁場又會產生電流,然後再解調出將資訊在電流變化中提取出來,這樣就實現了資訊通訊。
2、無線電波的頻率與波長:
頻率即“震動”的速率,或者解釋為在一秒內通過的波的數量(單位赫茲);
波長是波在兩個相鄰週期上的相同點距離,也即一個震動週期內的傳輸的距離,通常用相鄰兩個波峰或者波谷之間的距離來表達。
3、無線電波的極化:
天線向周圍空間輻射電磁波,其電場方向是按一定的規律而變化的;
天線的極化,就是指天線輻射時形成的電場強度方向:
1)如果電波的電場方向垂直於地面,我們就稱它為垂直極化波。
2)如果電波的電場方向平行於地面,我們就稱它為水平極化波。
4、電磁波的輻射:
導線上有交變電流流動時,就可以發生電磁波的輻射,輻射的能力於導線的長度和形狀有關。
如圖:若導線的距離很近,電場被束縛在兩導線之間,因而輻射很微弱,將兩導線張開,電場就散播在周圍空間,輻射增強。
5、天線的定義及作用:
定義:能夠有效的地向空間某特定方向輻射電磁波或者能夠有效地接收空間某特定方向來的電磁波的裝置。
作用:天線電裝置中用來發射和接收電磁波的部件。
1)能量轉換:導行波和自由空間的轉換,高頻電流與電磁波的轉換;
2)定向輻射和接收:具有一定方向性。
6、天線的分類:
1)按用途分類:通訊天線、電視天線、雷達天線;
2)按工作頻段分類:短波天線、超短波天線、微波天線;
3)按方向性分類:全向天線、定向天線;
安外形分類:線狀天線、面狀天線等。
7、天線的基本原理—半波對稱陣子:
1)兩臂長度相等的振子叫做對稱振子。每臂長度為四分之一波長,全長為二分之一波長的振子,稱為半波對稱振子。波長越長,天線半波振子越大。
2)單個半波對稱振子可獨立使用作為拋物面天線的饋源,也可採用多個半波對稱振子組成天線陣。
8、天線的方向性:
1)發射天線的基本功能:
把從饋線傳輸過來的能量向周圍空間輻射出去;
把大部分能量朝所需的方向輻射;
2)天線的方向性是指天線向一定方向輻射電磁波的能力,對於接受天線而言,方向性表示天線對不同方向傳來的電波所具有的接收能力。
全方向天線適合近距離P2P、P2M;
定向天線適合遠距離P2P(輻射電磁波的能力較為集中)。
9、天線的方向圖:
1)天線的方向性的特性曲線通常用方向圖來表示;
2)方向圖說明天線在空間各個方向上所具有的發射或接收電磁波的能力。
3)扁平面包圈越扁,訊號越集中;
10、天線的極化:電場向量在空間運動的軌跡。
水平極化會在大地傳播過程中產生極化電流,受大地阻抗影響電場訊號迅速衰減,而垂直極化則不會出現這種情況,所以通訊系統一般使用垂直極化天線或者+—45°雙極化天線。
1)雙極化天線:兩個極化在空間相互正交的波;
11、常用WLAN天線形態:
吸頂天線:吸頂天線的內部結構,雖然尺寸很小,但由於是在天線寬頻理論的基礎上,藉助計算機的輔助設計,以及使用網路分析儀進行除錯,所以能很好地滿足在非常寬的工作頻帶內的駐波比要求,按照國家標準,在很寬的頻帶內工作的天線其駐波比指標為VSWR ≤ 2 。當然,能達到VSWR ≤ 1.5 更好。順便指出,室內吸頂天線屬於低增益天線, 一般為G = 2 dBi。
室內定向天線:一般都是5—8dbi,可用於室內分散式系統中。
鞭狀天線:主要是和特定的室內放裝AP連用。
一般的全向天線適合短距離的資訊傳輸,定向天線適合遠距離的資訊傳輸,定向天線越尖銳傳播的距離越遠但是操作難度較大,需要將訊號對準。
12、天線的引數介紹:
1)增益(覆蓋距離的關鍵指標):、
相同輸入功率時時,天線在某一規定方向上的輻射功率密度與參考天線(通常採用理想輻射點源)輻射功率密度的比值;
2)增益與天線方向圖密切相關,方向圖主瓣窄,副瓣越小,增益越高。
13、波瓣寬度(3dB bandwidth):
水平/垂直覆蓋寬度的關鍵指標
1)方向圖通常都有兩個或多個瓣,其中輻射強度最大瓣稱為主瓣,其餘稱為副瓣或者旁瓣。
2)方向圖主瓣範圍內,相對最大輻射方向功率密度下降一半(3dB)的角度,稱為波瓣寬度或半功率角,分為水平面波瓣寬度和垂直波瓣寬度。
14、功率度量單位:
0dBm=1mw 3dBm=2mw -3dBm=0.5mw 10dBm=10mw -10dBm=0.1mw
15、功分器:將一路輸入訊號能量等分成兩路或者多路輸出的器件。
1)常見二功分器、三功分器、四功分器。
2)型別:微帶功分器、腔體功分器。
3)傳輸功率較大的場合優先使用腔體器件,腔體器件長期工作穩定。
4)作為合路器使用時,只能採用微帶功分器。
16、耦合器:將一路輸入訊號能量不等分成兩路輸出器件。
常見:5dB、6dB、7dB、10dB、15dB耦合器等規格。
17、合路器:用來將多個系統的發射訊號互補干擾地組合成為一路輸出,同時在同一路中的接收訊號互不干擾地分配給各個系統埠,可分為同頻合路器和多頻合路器。
18、射頻同軸電纜(饋線)WLAN常用RF電纜:
19、射頻連線頭、接頭:
20、防護器件: