定向天線的前後比是指主瓣的最大輻射方向（規定為0°）的功率通量密度與相反方向附近（規定為180°±20°範圍內）的最大功率通量密度之比值。它表明了天線對後瓣抑制的好壞。前後比越大，天線的後向輻射（或接收）越小。
基本介紹
- 中文名：前後比
- 外文名：front-to-rear ratio
- 公式：F / B = 10 Lg
- 作用：表明了天線對後瓣抑制的好壞
- 一級學科：工程技術
- 二級學科：電子工程
天線,前後比簡介,EBG結構散射特性對天線前後比的影響,提高天線前後比,
天線
天線是一種變換器，它把傳輸線上傳播的導行波，變換成在無界媒介（通常是自由空間）中傳播的電磁波，或者進行相反的變換。在無線電設備中用來發射或接收電磁波的部件。無線電通信、廣播、電視、雷達、導航、電子對抗、遙感、射電天文等工程系統，凡是利用電磁波來傳遞信息的，都依靠天線來進行工作。此外，在用電磁波傳送能量方面，非信號的能量輻射也需要天線。一般天線都具有可逆性，即同一副天線既可用作發射天線，也可用作接收天線。同一天線作為發射或接收的基本特性參數是相同的。這就是天線的互易定理。
方向圖是方向性函式的圖形表示，它可以形象描繪天線輻射特性隨著空間方向坐標的變化關係。輻射特性有輻射強度、場強、相位和極化。通常討論在遠場半徑為常數的大球面上，天線輻射（或接收）的功率或者場強隨位置方向坐標的變化規律，並分別稱為功率方向圖和場方向圖。天線方向圖是在遠場區確定的，所以又叫遠場方向圖。
前後比簡介
前後比表明了天線對後瓣抑制的好壞。選用前後比低的天線，天線的後瓣有可能產生越區覆蓋，導致切換關係混亂，產生掉話。一般在25~30dB之間，應優先選用前後比為30的天線。
方向圖中，前後瓣最大值之比稱為前後比，記為 F / B 。前後比越大，天線的後向輻射（或接收）越小。前後比的計算公式為：
EBG結構散射特性對天線前後比的影響
1987年，美國Bell實驗室的E.Yablonovitch和Princeton大學的S.John在研究如何抑制自發輻射和無序電介質材料中的光子局域時，各自獨立提出了光子晶體晶體（Photonic Crystal）這一新概念，引起了世界各國科研機構的關注，早期的研究主要集中在光子晶體禁帶的理論計算方面，接著逐漸轉移到試驗和套用技術上的研究。但是由於光學波段的尺寸很小，加工工藝要求高，人工製作光子晶體存在一定的困難。在這樣的大背景下，由於微波頻段比光學波段頻率低，加工上的困難大大降低，因此光子晶體在微波頻段上的研究成為一個重要的方向並快速開展起來，用以形容這類微波光子晶體的專門術語EBG（ElectromagneticBandgap，電磁帶隙）結構也同時被提出。隨著1999年D.Sievenpiper提出了基於普通印製板微帶基片的mushroom EBG結構，這類EBG結構很快受到重視，且有關其理論、套用方面的研究也日趨成熟。
在之前的研究中，大多沒有考慮到EBG結構的散射對原來天線的方向圖造成的影響。鑒於此，陳壁堅等分析了EBG結構表面波帶隙和傳輸特性曲線阻帶兩個頻帶有可能不一致的原因，指出EBG結構對不同頻率表面波的散射能力不同，若散射能力較強的頻段落在表面波帶隙內，則會導致表面波帶隙和傳輸特性曲線阻帶不一致，而且會使得置於其上的貼片天線輻射性能出現惡化。同時，還給出了一種移除EBG結構散射較強頻段且保持表面波帶隙範圍不變的指導方法，並利用微帶貼片模型進行驗證，在整個表面波帶隙範圍內都能夠改善微帶貼片天線的前後比，使得表面波帶隙、傳輸特性曲線阻帶以及貼片天線前後比改善頻段三者相一致。
提高天線前後比
作為微波傳輸鏈路中接收、發射信號的天線，其空間輻射（接收）功率在空間的分布狀態——方向圖是非常重要的指標。歐洲無線電標準協會（ETSI）對工作於不同頻段的微波天線方向圖制定了嚴格的分級標準，其實質是對天線副瓣及後瓣的最高電平作了限制，級別越高，限制電平越低。為了滿足更高等級要求，天線設計中一般採用的方法有：①加高反射面圍邊；②在圍邊內表面貼上微波吸收材料；③將圍邊邊緣做成不規則形狀等。當以上方法都採用後，還需要繼續提高前後比指標，使其滿足更高等級要求的解決方案一直是微波天線設計追求的目標。
為了解決現有技術不足，提出一種完全不同於常用的禁止環結構，使天線前後比指標能夠更進一步提高了3~5dB。
由於2級以上的微波天線都必須是全封閉結構，也就是說要有天線罩將天線口封閉，一般天線罩材料選用條件是:滿足結構、環境和電磁性能等的介質材料，如氧化鉛，耐高溫陶瓷，玻璃鋼，防紫外ABS, SMC等複合介質材料。不論何種介質材料對透過它的電磁波會產生影響，“引導”部分能量在其中傳輸，天線罩的邊緣部分必然會產生與天線最大輻射方向相反的輻射能量，使得天線後向電平升高，前後比變差。儘管這部分能量極其微弱，但對高等級要求來講不容忽視，本實用新型正是採用了禁止方式阻止這部分能量向後傳輸;其特徵在於，該禁止環與天線金屬反射面連線，由一種與反射面相同的金屬材料構成，其截面呈L形，該L形禁止環外表面設定有塗層。
該L形禁止環與金屬反射面採用焊接、鉚接、螺栓等方式連線，其材料厚度在滿足機械強度要求下儘量小。
作為方案的進一步說明，L形禁止環的截面高度h是天線工作中心波長的四分之一的整數倍；L形禁止環還可以與反射面同時成型為一體;L形禁止環需要將天線罩端面及外側面包裹。
