天饋系統

天饋系統是指天線向周圍空間輻射電磁波。電磁波由電場和磁場構成。人們規定：電場的方向就是天線極化方向。一般使用的天線為單極化的。下圖示出了兩種基本的單極化的情況：垂直極化和水平極化。

系統介紹

天線對空間不同方向具有不同的輻射或接收能力，這就是天線的方向性。衡量天線方向性通常使用方向圖，在水平面上，輻射與接收無最大方向的天線稱為全向天線，有一個或多個最大方向的天線稱為定向天線。全向天線由於其無方向性，所以多用在點對多點通信的中心台。定向天線由於具有最大輻射或接收方向，因此能量集中，增益相對全向天線要高，適合於遠距離點對點通信，同時由於具有方向性，抗干擾能力比較強。

天饋系統

天饋系統主要包括天線和饋線系統兩大類。

天線

主要包括

a) 吸盤天線：價格適中、安裝方便、增益適中，適合於安裝在移動車輛上，或吸附在金屬物體上。一般增益在2.6dB、5 dB等幾種。

b) 防盜天線：價格適中、安裝方便、增益同吸盤天線，安裝在金屬箱體外時從箱體外無法拆除，故名為防盜天線。

c) 低增益全向天線：增益為3.5dB，安裝需有固定支架，適合遠距離多點傳輸。

d) 高增益全向天線：增益為8.5dB，安裝需有固定支架，適合遠距離多點傳輸。

e) 定向天線：增益很高，為12dB，安裝需有固定支架，適合遠距離固定方向傳輸。

饋線

主要包括

a) 50―3（阻抗50Ω,截面3）的饋線損耗為0.2dB/m.

b) 50―7（阻抗50Ω,截面7）的饋線損耗為0.1dB/m

c) 50―9（阻抗50Ω,截面9）的饋線損耗為0.07dB/m。

饋線是連線電台與天線的重要設備。不同粗細、不同質量的饋線對通信距離會產生很大的影響。

信號在饋線里傳輸，除有導體的電阻性損耗外，還有絕緣材料的介質損耗。這兩種損耗隨饋線長度的增加和工作頻率的提高而增加。

因此，應合理布局儘量縮短饋線長度。

電饋系統原理

特性阻抗

無限長傳輸線上各處的電壓與電流的比值定義為傳輸線的特性阻抗，用Z0 表示。 同軸電纜的特性阻抗的計算公式為 ：Z0=〔60/√εr〕×Ln( D/d ) [ 歐] 式中：D 為同軸電纜外導體銅網內徑；d 為同軸電纜芯線外徑；εr為導體間絕緣介質的相對介電常數。通常Z0 = 50 歐 ，也有Z0 = 75 歐的。 由公式不難看出，饋線特性阻抗只與導體直徑D和d的比值以及導體間介質的介電常數εr有關，而與饋線長短、工作頻率以及饋線終端所接負載阻抗無關。

介質損耗

信號在饋線里傳輸，除有導體的電阻性損耗外，還有絕緣材料的介質損耗。這兩種損耗隨饋線長度的增加和工作頻率的提高而增加。因此，應合理布局儘量縮短饋線長度。

單位長度產生的損耗的大小用衰減係數 β 表示，其單位為 dB / m （分貝/米），電纜技術說明書上的單位大都用 dB / 100 m（分貝/百米）。 設輸入到饋線的功率為P1 ，從長度為 L（m ） 的饋線輸出的功率為P2 ，傳輸損耗TL可表示為：TL = 10 ×Lg ( P1 /P2 ) ( dB )

衰減係數為：β = TL / L ( dB / m )

例如， NOKIA 7 / 8英寸低耗電纜， 900MHz 時衰減係數為 β = 4.1 dB / 100 m ，也可寫成β = 3 dB / 73 m ， 也就是說， 頻率為 900MHz 的信號功率，每經過 73 m 長的這種電纜時，功率要少一半。 而普通的非低耗電纜，例如， SYV-9-50-1， 900MHz 時衰減係數為 β = 20.1 dB / 100 m ，也可寫成 β = 3 dB / 15 m ， 也就是說， 頻率為 900MHz 的信號功率，每經過15 m 長的這種電纜時，功率就要少一半。

匹配概念

什麼叫匹配？簡單地說，饋線終端所接負載阻抗ZL 等於饋線特性阻抗Z0 時，稱為饋線終端是匹配連線的。匹配時，饋線上只存在傳向終端負載的入射波，而沒有由終端負載產生的反射波，因此，當天線作為終端負載時，匹配能保證天線取得全部信號功率。當天線阻抗為50歐時，與50歐的電纜是匹配的，而當天線阻抗為80歐時，與50歐的電纜是不匹配的。

,如果天線振子直徑較粗，天線輸入阻抗隨頻率的變化較小，容易和饋線保持匹配，這時天線的工作頻率範圍就較寬。反之，則較窄。在實際工作中，天線的輸入阻抗還會受到周圍物體的影響。為了使饋線與天線良好匹配，在架設天線時還需要通過測量，適當地調整天線的局部結構，或加裝匹配裝置。

反射損耗

前面已指出，當饋線和天線匹配時，饋線上沒有反射波，只有入射波，即饋線上傳輸的只是向天線方向行進的波。這時，饋線上各處的電壓幅度與電流幅度都相等，饋線上任意一點的阻抗都等於它的特性阻抗.

而當天線和饋線不匹配時，也就是天線阻抗不等於饋線特性阻抗時，負載就只能吸收饋線上傳輸的部分高頻能量，而不能全部吸收，未被吸收的那部分能量將反射回去形成反射波。

電壓駐波比 在不匹配的情況下, 饋線上同時存在入射波和反射波。在入射波和反射波相位相同的地方，電壓振幅相加為最大電壓振幅Vmax ，形成波腹；而在入射波和反射波相位相反的地方電壓振幅相減為最小電壓振幅Vmin ，形成波節。其它各點的振幅值則介于波腹與波節之間。這種合成波稱為行駐波。

反射波電壓和入射波電壓幅度之比叫作反射係數，記為 R i@ `$CN

反射波幅度 （ZL－Z0） ~,_5w7|0u,[

R = ───── = ─────── 'iy$oL!b

入射波幅度 （ZL+Z0 ）

波腹電壓與波節電壓幅度之比稱為駐波係數，也叫電壓駐波比，記為 VSWR

波腹電壓幅度Vmax （1 + R）

波節電壓輻度Vmin （1 - R）

終端負載阻抗ZL 和特性阻抗Z0 越接近，反射係數 R 越小，駐波比VSWR 越接近於1，匹配也就越好。 愛立信

天饋系統就天線系統和饋線系統的合稱.

知識問答

天線工作原理及作用是什麼

答：天線作為無線通信不可缺少的一部分，其基本功能是發射和接收無線電波。發射時，把高頻電流轉換為電磁波；接收時，把電磁波轉換為高頻電流。

天線有多少種類

答：天線品種繁多，主要有下列幾種分類方式：

按用途可分為基地台天線（base station antenna）和移動台天線（mobile portable antennas）

按工作頻段可劃分為超長波、長波、中波、短波、超短波和微波；

按其方向可劃分為全向和定向天線；

如何選擇天線

答：天線作為通信系統的重要組成部分，其性能的好壞直接影響通信系統的指標，用戶在選擇天線時必須首先注重其性能。具體說有兩個方面，第一選擇天線類型；第二選擇天線的電氣性能。選擇天線類型的意義是：所選天線的方向圖是否符合系統設計中電波覆蓋的要求；選擇天線電氣性能的要求是：選擇天線的頻率頻寬、增益、額定功率等電氣指標是否符合系統設計要求。因此，用戶在選擇天線時最好向廠家聯繫諮詢。

什麼是天線的增益

答：增益是天線的主要指標之一，它是方向係數與效率的乘積，是天線輻射或接收電波大小的表現。增益大小的選擇取決於系統設計對電波覆蓋區域的要求，簡單地說，在同等條件下，增益越高，電波傳播的距離越遠，一般基地台天線採用高增益天線，移動台天線採用低增益天線。

什麼是電壓駐波比

答：天線輸入阻抗和饋線的特性阻抗不一致時，產生的反射波和入射波在饋線上疊加形成的磁波，其相鄰電壓的最大值和最小值之比是電壓駐波比，它是檢驗饋線傳輸效率的依據，電壓駐波比小於1.5，在工作頻點的電壓駐波比小於1.2，電壓駐波比過大，將縮短通信距離，而且反射功率將返回發射機功放部分，容易燒壞功放管，影響通信系統正常工作。

電壓駐波比 1.0 1.1 1.2 1.5 2.0 3.0

反射功率% 0 0.2 0.8 4.0 11.1 25.0

傳輸功率% 100 99.8 99.2 96 88.9 75.0

什麼是天線的方向性

答：天線對空間不同方向具有不同的輻射或接收能力，這就是天線的方向性。衡量天線方向性通常使用方向圖，在水平面上，輻射與接收無最大方向的天線稱為全向天線，有一個或多個最大方向的天線稱為定向天線。全向天線由於其無方向性，所以多用在點對多點通信的中心台。定向天線由於具有最大輻射或接收方向，因此能量集中，增益相對全向天線要高，適合於遠距離點對點通信，同時由於具有方向性，抗干擾能力比較強。

如何理解天線的工作頻頻寬度

答：天線的電參數一般都於工作頻率有關，保證電參數指標容許的頻率變化範圍，即是天線的工作頻頻寬度。一般全向天線的工作頻寬能達到工作頻率範圍的3-5%，定向天線的工作頻寬能達到工作頻率的5-10%。

如何選取電纜及電纜長度

答：移動通信系統常使用特性阻抗為50歐的同軸電纜作為饋線。為了有效地把電波傳輸到天線接口，應儘量減小饋線的傳輸損耗。傳輸損耗取決於電纜的直徑和長度，同一頻率下電纜直徑越大，損耗越小，電纜越長損耗越大，原則上，要求電纜的傳輸損耗不宜超過3分貝。下表列出常用電纜的衰減值（db/m），用戶可根據自已情況，合理選擇電纜型號及長度。

頻率型號 150MHz 400MHz 900MHz

SYV-50-7 0.121 0.203 0.295

CTC-50-7 0.060 0.100 0.165

CTC-50-9 0.050 0.085 0.135

CTC-50-12 0.040 0.060 0.105

進口10D-FB 0.040 0.070 0.110

如何選擇天線安裝地點

答：由於地形和環境的影響，天線接收到的電磁波是直射波、反射波及散射波的疊加，其結果決定了接收點處的場強幅度和相位，並直接影響天線的套用效果。因此，選擇天線架設位置應注意以下幾個方面：

1、 天線的發射或接收方向應避開障礙物（樓房、鐵塔、橋樑等）；

2、 天線架設地點應儘量遠離干擾源（高壓線、航線、鐵塔、公路等）；

3、 天線應儘量架設在附近的制高點：

4、 如有幾付天線同在一個鐵塔上工作，應特別注意它們之間的左右和上下的間距，以防相互耦合影響系統性能。

天饋系統應如何安裝

答：首先將天線、饋線和配套零部件按產品說明的要求組裝好，然後在天線的支撐位置，用卡具固定於塔桿的天線支架上，並使天線與塔桿的平行間距大於使用波長，減少塔桿對天線性能的影響。在天線連線埠處，將饋電線用連線器（或稱電纜頭）與天線接好，彎一個直徑約五十倍於饋電線直徑的圓環固定於天線支架上，避免連線器部位直接受力而斷線或損壞。

天饋系統如何防水

答：天線與饋電線主要是靠連線器連線，採用自粘性橡膠密封帶，將其拉伸後，以半搭形式纏繞在接連器上，可起到良好的密封防水作用。另外，在饋電線進入室內處彎一個防水彎，可避免雨水沿饋電線進入室內設備。

如何檢測天饋系統

答：天饋系統架設好後，應由專業技術人員使用專用檢測儀器進行檢測。通常可在發射機和天饋系統之間串接通過式功率計，檢驗設備發射機功率和反射功率的大小來判斷系統工作是否正常。