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2018-7-19
发表于 2018-9-14 10:30:41 |显示全部楼层

我们继续前面全向和定向天线的话题。

为什么定向天线可以控制信号的辐射方向呢?

我们先来看个图:
640?wx_fmt=png

这种图,叫做天线方向图

因为空间是三维立体的,所以这种从上往下的俯视,以及从前往后的正视,会更加清晰直观地观察到天线辐射强度的分布。

上图也是一对半波对称振子产生的天线方向图,有点像个平放的轮胎。

话说,天线的诸多特性中,一个很重要的能力,就是辐射距离。

怎样才能让这个天线的辐射距离更远呢?

答案就是——

拍它。。。

640?wx_fmt=gif

啪叽!
640?wx_fmt=png
这下辐射距离不就远了嘛。。。

问题是,辐射这玩意,看不见抓不着,你想拍它,也拍不着啊。

在天线理论里,如果你想拍这一巴掌,正确的做法是——增加振子

振子越多,轮胎越扁。。。

640?wx_fmt=png
这个造型有点像那啥啊。。。呵呵

好了,轮胎被拍成了饼,信号距离是远了,而且,它是向周围360°发散的,是个全向天线。这种天线,放在荒郊野外,是极好的。但是,在城市里,这种天线就很难玩得转了。

城市里,人群密集,建筑林立,通常需要使用定向天线,对指定范围进行信号覆盖。

640?wx_fmt=png
城区基本上都是定向天线

于是乎,我们就需要对全向天线进行“改造”。

首先,我们要想办法把其中一侧“挤一挤”:


640?wx_fmt=png

怎么挤呢?我们加上反射板,挡在一侧。然后,配合多个振子,进行“聚焦”。

640?wx_fmt=png

最后,我们得到的辐射形状,是这样的:
640?wx_fmt=png

图中,辐射强度最大的瓣称为主瓣,其余的瓣称为副瓣或旁瓣,屁股上还会有一点尾巴,叫后瓣

呃,这个造型,有点像。。。茄子?

640?wx_fmt=png

对于这个“茄子”,你可以想一想,怎样才能最大化利用它进行信号覆盖呢?

抱着它站在马路上,肯定是不行的,障碍物太多。

640?wx_fmt=png

站得高,看得远,我们肯定要往高处走啊。

640?wx_fmt=png

到了高处,怎么才能往下照呢?聪明如我的你,一定想到了,很简单啊,天线本体往下倾斜不就OK啦?

是的,在安装时,直接倾斜天线,是一个办法,我们称之为“机械下倾”。
640?wx_fmt=png

现在的天线,安装时都具备这个能力,一个机械臂,搞定。

640?wx_fmt=jpeg

但是,机械下倾也存在一个问题——

采用机械下倾时,天线垂直分量和水平分量的幅值是不变的,所以天线方向图严重变形 。


640?wx_fmt=png

这肯定不行啊,影响了信号覆盖。于是,我们采用了另外一种办法,就是电调下倾,简称电下倾

简而言之,电下倾就是保持天线本体的物理角度不变,通过调整天线的振子相位,改变场强强度。

640?wx_fmt=png

来个动图,就看明白了:
640?wx_fmt=gif

相比于机械下倾,电下倾的天线方向图变化不大,下倾度数更大,而且,前瓣和后瓣都朝下。

640?wx_fmt=png

当然啦,在实际使用中,经常会机械下倾和电调下倾配合使用

下倾之后,就变成了这样——

640?wx_fmt=png

在这种情况下,天线的主要辐射范围,得到了较充分的利用。

但是,还是有问题存在的:
1 主瓣和下旁瓣之间,有一个下部零深,会造成这个位置的信号盲区。通常,我们称之为“灯下黑”。
2 上旁瓣的角度较高,影响距离较远,很容易造成越区干扰,也就是说,信号会影响到别的小区。


640?wx_fmt=png

所以,我们必须努力填补“下部零深”的空缺压制“上旁瓣”的强度

具体的办法,就是调节旁瓣的电平,采用波束赋形等手段,里面的技术细节就有点复杂了。大家感兴趣的话,可以自行搜索相关资料。

这里面的学问,真的很深,所以,无数的天线专家都在钻研这方面的课题,不断地研发、测试。

640?wx_fmt=png
上图为天线测试暗室
一款优秀的天线,离不开良好的工艺,可靠的材料,还有不断的测试。

好啦,文章写到这里,就该结束啦!能看到这里的,绝对都是真爱啊!

实际上,天线的知识还有很多,远不止本文所述。限于篇幅,今天还是先到这里吧。

总之,天线确实是一门精深的学问,远比大家想象得复杂。而且,目前也处于高速发展的阶段,还有很大的潜力可以挖掘。

尤其是即将到来的5G,天线技术革新是其中的重中之重,各大设备厂家一定会在5G天线上全力以赴,做足文章。

到时候会有什么样的天线黑科技出现?让我们拭目以待吧!

640?wx_fmt=jpeg
5G天线(大规模天线阵列),后面小枣君将会专门撰文介绍哦!

谢谢大家的阅读!


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发表于 2018-9-14 14:04:44 来自手机 |显示全部楼层
看到最后啦

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发表于 2018-9-14 21:41:56 |显示全部楼层
有意思

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发表于 2018-9-21 17:21:46 |显示全部楼层
鲜枣课堂,

点评

xzclass  嘿嘿,谢谢支持  详情 回复 发表于 2018-9-25 10:46

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2018-7-19
发表于 2018-9-25 10:46:00 |显示全部楼层
gaoke2016 发表于 2018-9-21 17:21
鲜枣课堂,

嘿嘿,谢谢支持<(* ̄▽ ̄*)/
感谢通信圈的朋友们关注我的公众号——鲜枣课堂。

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2007-1-8
发表于 2018-9-27 13:49:39 |显示全部楼层
很不错啊,期待后续5G天线

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发表于 2018-9-27 15:50:26 |显示全部楼层
期待5G天线亮相

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发表于 2018-9-29 17:26:13 |显示全部楼层
很全面!!!!!!

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发表于 2018-9-30 20:12:31 |显示全部楼层
好科普文章

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发表于 2018-10-6 16:36:43 |显示全部楼层
受益匪浅

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发表于 2018-10-8 05:05:46 |显示全部楼层
謝謝分享!

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发表于 2018-10-8 09:02:06 |显示全部楼层
辛苦楼主,写的不错

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发表于 2018-10-8 15:37:54 |显示全部楼层
感谢分享

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发表于 2018-10-9 09:58:55 |显示全部楼层
厉害了!学习!

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发表于 2018-10-10 15:31:06 |显示全部楼层
看完上一篇,赶来下一篇

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发表于 2018-10-11 05:13:45 |显示全部楼层
感谢分享,多谢多谢 !期待5G天线介紹

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发表于 2018-10-11 11:35:02 |显示全部楼层
感谢 ,期待后期有波束赋形的科普

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发表于 2018-10-12 08:59:05 |显示全部楼层
非常感谢分享

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发表于 2018-10-12 15:54:01 |显示全部楼层
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发表于 2018-10-14 10:14:20 |显示全部楼层
谢谢分享~
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