天线的性能指标

天线的性能指标可分为电性能参数和机械参数。本节课我们讨论电性能参数。我们主要从方向、增益等几个内容来讨论。

1、方向图

天线的方向性：对发射天线，是指天线向一定方向辐射电磁波的能力；对于接收天线，是指天线对来自不同方向的电波的接收能力。

天线方向的选择性通常用方向图来表示。天线方向图是表征天线辐射特性空间角度关系的图形。工程设计中，一般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。如图中所示。以发射天线为例，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。

2、增益

天线的增益是指，在相同的输入功率下，天线在最大辐射方向上某点产生的辐射功率和将其用作参考天线（通常采用理想点源）替代后在同上点产生的辐射功率密度之比值。

天线的增益表示天线在某一特定方向上能量被集中的能力，它是选择基站天线重要的参数之一。

另外，表示天线增益的参数有dBd和dBi。对于参考天线为各向同性天线，增益用dBi表示；对于参考天线为半波振子天线，增益用dBd表示。由于半波振子天线本身有2.14dBi的增益，所以0dBd=2.14dBi。相同的条件下，天线增益越高，方向性越好，能量越集中，波瓣越窄。

3、波束宽度

在方向图中，通常都有两个瓣或多个瓣。其中最大的瓣称为主瓣，其余的瓣称为副瓣。

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)的两个方向的夹角称为波束宽度，表征了天线在指定方向上辐射功率的集中程度。波束宽带又称为半功率（角）波束宽带或3dB波束宽度。如图中所示，水平面的半功率波束宽度叫水平面波束宽度；垂直面的半功率波束宽度叫垂直波束宽度。主瓣波束宽度越窄，方向性越好，抗干扰能力越强。

4、前后比

天线方向图中，前后瓣最大电平之比称为前后比。前后比值越大，天线定向接收性能就越好。

基本半波振子天线的前后比，表示了对来自振子前后的相同信号电波具有相同的接收能力。以dB表示前后比，典型值为25dB左右。

5、极化方式（Polarization）

天线辐射的电磁波的电场方向就是天线的极化方向。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±45°极化。如果电波的电场方向垂直于地面，我们就称它为垂直极化波；如果电波的电场方向与地面平行，则称为水平极化波；如果电波的电场方向与地面呈45°夹角，则称为＋45°或－45°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±45°极化方式。

6、输入阻抗（Input Impedance）

输入阻抗：天线输入端信号电压与信号电流之比，称为天线的输入阻抗。一般移动通信天线的输入阻抗为50Ω。

输入阻抗与天线的结构、尺寸以及工作波长有关，在要求的工作频率范围内，使输入阻抗的虚部很小且实部相当接近50Ω，这是天线能与馈线处于良好的阻抗匹配所必须。

7、电压驻波比（VSWR）

电压驻波比：天线的电压驻波比是把天线作为无耗传输线的负载时，在沿传输线产生的电压驻波图形上，其最大值与最小值之比。

驻波比的产生，是由于入射波能量传输到天线输入端并未被全部吸收（辐射）产生的反射波迭加而形成的。VSWR越大，反射越大，匹配越差。在移动通信系统中，一般要求驻波比小于1.5。

最后

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