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wifi天线术语定义

发布日期:2019-11-12   作者:小天   来源:www.twl-link.cn   编辑:天科乐   访问量:566

在本文中,我们将介绍一些简单的技术,以帮助您更好地理解所使用的某些术语以及其在wifi天线行业中的应用。这将是分为两部分的系列白皮书的一部分。第二部分将介绍更高级的细节。这两部分将为读者提供丰富的知识,这对于天线的选择和解决方案至关重要。

因此,让我们开始吧。天线辐射图是天线辐射电性能的图形表示。从天线发射的在空间中传播的能量波(起源为电磁波)是在定义的角度,幅度和频率下测量的。此性能的度量通常以图形格式表示。

让我们看一个全向天线的例子:考虑一下一个人在平静的水体(例如池塘)中间扔石头时所产生的波纹。当岩石进入水中时,它会导致周围的水上升并在水中形成波纹。

将此波纹视为“ WAVE”。

将“频率”视为波浪的数量或波浪在一段时间内(从石头到海岸)重复出现的次数。

将波浪的高度大小视为“振幅”,并且

将波浪的长度视为“ WAVELENGTH”。

当该波从岩石的进入点向外移动并向海岸移动时,该波的迁移称为“传播”。

考虑一下字母“ S”转向侧面以获取传播波峰和谷的视觉图像。如果该波变小或被挤压,并且“出现的次数增加”,则表明该频率越来越高。如果要将该波延长更长的时间,并且“出现的次数减少”,那么我们可以认为频率降低了。

这是代表“低频”与“高频”波的图示。


为了更好地描述“角度”,我们将以“全向”和“定向”两种方式进行处理。首先,将“角度”视为从岩石传播的波的方向。(从上方向下看),如图(1a)所示。

第一种方式-示例(1)显示了“全向”波浪,其中该波浪在所有方向上均等地从岩石传播到海岸。

第二种方式(示例2)显示了“定向”波,其中该波从岩石沿定义的方向传播到海岸。


在两个示例中,都用岩石代替天线。现在,您可以可视化全向和定向天线波。该波周围的测量值表示“方位角”角度方向。(类似于阅读指南针的方式)

接下来,我们将确定是“仰角”角。这是相对于参考平面(通常是地平线)(例如池塘表面)的“上”和“下”角。例如,如果您正在透过水族馆的窗户看,而水面处于视线高度。向上看,您可以看到天空,向下看,您可以看到水族馆的底部。这是仰角。然后向左或向右看。这是方位角的变化。因此,您可以看到可以有多个组合角度。

总之,可以将角度定义为球体上两个相交弧之间的间隔,或者是由共享共同端点的两条光线形成的图形。

了解相对于天线方向图的角度是关键因素。使用此知识有助于选择实现所需覆盖范围所需的天线类型。

例如,网络设计可能需要将天线放置在水塔上,以为水塔周围的所有房屋提供近距离或适当距离的覆盖。或者,网络设计可能要求将天线放置在水塔上,以覆盖一小部分制造车间,并附加要求辐射信号不得超出该区域。

如您所见,这是两个不同的天线要求。具有选择天线类型的能力以及对相关角度(仰角和方位角方向图)的一般理解至关重要。

水塔上的第一个天线将是全向天线。这将覆盖水塔(方位角)周围的区域。需要知道从天线所处的位置到最近的用户和最远的用户的角度。然后,这些角度将用于选择最佳覆盖所需的适当天线仰角方向图。

塔上的第二个天线很可能是定向型的。通常,平板,抛物线,八木或对数周期型天线具有聚焦辐射能量的能力。这将具有窄的方位角波束宽度和窄的仰角波束宽度。

如果要看第一个天线(全向)的侧视图(2D),这就是仰角辐射图相对于仰角的样子。


现在,让我们看看上面没有提到的其他术语:“阶段”。相位是天线和周围环境的复杂功能。在本文中,我们不会详细讨论阶段,而是涵盖总体思想。相位是一个重要因素,在放置天线之前,应先了解其作用。事先有所了解可以使您避免将天线放置在不希望的位置或配置中,从而影响系统性能。通过使天线性能良好,或者在严重影响天线性能的情况下具有破坏性,相位可以是建设性的或破坏性的。

一个很好的例子是屋顶上没有天线的天线。来自天线的信号将很好地传播。如果维护人员在等高的天线附近以½个波长(即180°相位)放置一条大管道,则从天线传播的信号会从该管道反射回来并影响传播的波,通常是破坏性的时尚。这种反射会导致抵消,信号减少或阻塞。这将被认为是破坏性的反映。因此,如果您具有这种配置的全向天线(无管道),并且在“一个特定方向”上建立了具有良好信号接收的通信链路,那么当管道放置在适当的位置时,信号会受到很大影响,以至于造成损耗通信发生在一个或多个方向上。

但是,建设性阶段的一个很好的例子是将1/4波单极天线放置在通常用作汽车鞭状天线的接地层表面上。如图4所示,天线利用地平面产生的反射来建立良好的性能。如果将1/4波天线放置在接地平面上方1/2波长距离处(或相位为180°),并且两者之间有较大间隙,则天线将无法有效工作。这将导致破坏性的相位贡献,通常会影响辐射方向图和天线的(VSWR)调谐。被称为“比赛”。反射破坏性越大,信号损失越大或数据性能越慢。我们将使用图(2.)来最好地以图形方式说明什么阶段。查看此图,您将看到一条线,该线具有平滑的重复振荡(上下波动),通常称为正弦波或正弦波。请注意,此正弦曲线形状具有起点和终点。



假设起点为0,终点为360。因此,如果沿这条线等距放置数字,则一直到0都会有0、1、2、3、4、5等,直到360。 °)之后,您将在此行的长度范围内确定相位度。现在考虑从头到尾代表一个波长的线长。下面我们将波长分成四个相等的部分。(在科学术语中,波长由此符号“λ”(称为Lambda)标识)是在整个波长度上的“电”度,单位为度“°”。

在这里,我们将沿着这条线平均放置四个点。(4个相等的部分,如图(3)所示。)



图(3.)

在图(3.)中,四个点的相位分别为0°,90°,180°,270°和360°。考虑一下360°点,新周期的开始(发生)或0°再次开始然后重复的位置,如图1所示。

将90°视为1/4波长,将180°视为½波长,将270°视为3/4波长,将360°视为一个全波长。因此,我们可以设想何时有人谈论四分之一波长天线。

例如:地平面上的“橡皮鸭天线”或¼波单极子。假设接地平面是车辆的金属车顶,然后将橡皮鸭天线放在中心,天线顶端笔直指向上方。参见图(4.)

图(4.)

波长对应于波的速度(速度)除以其频率。下面,我将向您展示一个简单的公式,该公式进一步说明了如何计算给定频率的波长。使用此公式将帮助您确定给定频率的波长,现在您可以关联相位。如上所述,这对于天线放置(建设性或破坏性阶段)非常有帮助。例如:如果天线制造商建议将2400 MHz全向天线放置在距公用设施防护罩侧面不超过10个波长的位置,则可以计算出10个波长(以英寸为单位)。

11802.8 /频率(MHz)=波长(英寸)。(在空中)

因此,11802.8 / 2400 MHz为4.917“或4.917” = 1λ(一个波长长)

然后4.917 x 10(波长)= 49英寸

因此,天线必须距离公用防护罩至少49英寸。

假设我们有一个特殊的天线,频率为11,800 MHz,波长为1英寸长,然后分成四个相等的段。我们将有0,¼½¾1。

¼”表示¼λ(波长),相位为90°

½表示½λ(波长),相位为180°

¾”表示¾λ(波长),相位为270°

1”代表1λ(波长)和360°同相

天线制造商要求将天线与反射器同相放置360°,以实现最佳性能。否则辐射图将因破坏性的相位贡献而严重失真。

您选择的距离是多少?

如果您选择将天线放置为1英寸,则选择正确的位置。

请记住,λ代表“λ”或波长。该符号来自希腊字母,在天线术语中经常使用。

总结我们获得的知识,让我们继续研究天线是什么。

“天线”是设计用来发送或接收电磁波的换能器或设备。想想我们上面讨论的“波浪”。现在,如果这些波正朝着天线移动,并且天线接收了它们,则天线会将这些波转换为无线电将使用的电流。

例如:在本文的第一段中,如果波浪从岸边到石头,则石头会将波浪(波纹)转化为可以插值的介质。换一种说法,就是:车内的无线电以一定的“频率”运行,并产生一个“信号”,该信号通过一段同轴电缆传播到天线,该天线将信号转换为“电磁波”,并传播出去。向外。这就是众所周知的“辐射能”。天线辐射或接收能量的方式取决于其性能,在选择天线时很有用。

为了将天线辐射或接收能量的方式转换成我们可以理解和绘制的形式,通常将“消声室”用于内插的测量和测试设备。(消声室是指设计用于测量电磁能的屏蔽室,即“在电安静区域中测量传播的波”)。通常是无源的天线通常是通过从已知源接收信号来测量的。无源意味着没有在天线上添加任何电子器件来调节增益(幅度),并且天线在接收和发送信号时都工作相同。对于主动设备,可以考虑一下具有附加电子装置的GPS,该电子装置可以放大接收到的信号并且不用于传输信号。这将被视为有源天线。

将天线放在消声室内进行测量后,然后通过电气测试设备和数学函数转换测量结果。

通常将所生产的产品绘制成图表,以便我们了解其性能。通常称为“辐射方向图”。辐射方向图通常以极坐标样式图或矩形样式图表示,如图5所示。

这是一种理解“极坐标图”的方法。

查看图(5.)中的极坐标图,想想放置在车顶上的全向天线,如图(4.)所示。现在想象一下,好像您在汽车上方100英尺处,朝下看。如图6所示,将汽车置于极地图的中间。


箭头指示的绘制圆圈将是全向天线水平辐射方向图的一个很好的例子。

有关平行于地球地平线的更好示例,请参见图(7.)“方位角”。

图(7.)

现在我们了解了极坐标图,让我们讨论一种了解矩形图的简单方法。如果我们认为极坐标图是一个圆并且我们将圆切开,则将圆拉直以形成一条直线。它看起来像这样的图(8)。

现在,将其应用于如图5所示的X,Y图。非常简单!另一个例子是与地球相比的世界地图。一个是平坦的(矩形),另一个是圆形的(极性)。赤道是地球上指示的圆形,赤道是地图上从一端到另一端的直线。你有它。

继续,我们需要了解什么是“海拔模式”。就像方位图一样,仰角图也是重要的部分。你不能没有一个。参见图(7.)并找到高程标签。如您所见,箭头向上和向下并以地平线为参考。这就是辐射方向图的参考方式。

让我们看更多示例以更好地阐明。图(9.)很好地表示了安装在车顶上的全向天线,该天线既突出显示了标高又显示了方位辐射能量。


图(9.)

因此,如果我们要看海拔辐射能量的一个切片,请参见图(10.),然后将其以极坐标格式绘制。看起来像这样。

图(10.)

在此绘制了仰角方向图,可以很好地表示天线的垂直辐射。它通常以矩形和极坐标格式绘制。极性格式更为常见。图(9.)显示了3维视图中垂直和水平辐射能量的良好表示。因此,当我们查看极坐标图时,应将其适当地标记为“标高”或“方位角”,并将以图形方式表示参考地球地平线的天线“传播性能”。



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