基础知识5：天线基本知识及应用--天馈系统知识问答

天线基本知识及应用--天馈系统知识问答

一、 通信天线原理及作用是什么？

答：通信天线作为通信不可缺少的重要部分，其基本功能是辐射和接收无线电波。发射时，把高频电流换为电磁波；接收时，把电磁波转换为高频电流。

二、 天线有多少种类？

答：通信天线品种繁多，主要有下列几种分类方式：

按用途可分为基地台天线（base station antenna）和移动台天线（mobile portable antennas）。 

按工作频率可划分为超长波、长波、中波、短波、超短波和微波；

按其方向性可划分为全向和定向天线；

按其结构性可划分为线天线和面天线。

三、 选择通信天线？

答：天线作为通信系统的重要组成部分，其信能的好坏直接影响通信系统的指针，用户在选择天线时必须首先注重其性能。具体说有两个方面，第一选择天线类型；第二选择天线的电气性能，选择天线类型的意义是；所选择天线的方向图是否符合系统设计中电波覆盖的要求；选择天线电性能的意义是；选择使用天线的频率带宽、增益、额定功率等电气指针是否符合系统设计要求。因此，用户在选择天线时最好向厂家联系咨询。目前，用户选择天线产品的范围比较宽。有进口天线和国产天线。进口天线与国产天线在VHF、UHF频段电报性能接近。进口天线工艺水平要高于国产天线。但价格昂贵，且交货期长，维修不便。因此，用户可以根据自己情况选择进口天线或国产天线。

四、 什么是天线的增益？

答：增益是天线主要指针之一，它是方向系数与效率的乘积，是天线辐射或接收电波大小的表现。增益大小的选择取决于系统设计对电波覆盖区域的要求，简单地说，在同等条件下，增益越高，电波传播速度就越远，一般地台天线采用高增益天线，移动台天线采用低增益天线。

五、 什么是电压驻波比？

答：天线输入阻抗和馈线的特性阻抗不一致时，产生的反射波和入射波在馈线上叠加形成驻波。其相邻电压最大值和最小值就是电压驻波比。它是检验馈线传输效率的依据，电压驻波比与功率关系如下表。本公司产品符合国家标准，在工作范围内，天线端口的电压驻波比小于1.5,在工作频点的电压驻波比小于1.2，电压驻波比过大，将缩短天线距离，而且反射功率将返回发射机功放部分，容易烧坏功放部分，

影响通信系统正常工作。

电压驻波比 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

传输功率% 100 99．8 99．2 96 88．9 75．0

六、 什么是天线的方向性？

答：天线对于空间不同的方向具有不同的辐射或接收能力，这就是天线的方向性。衡量天线方向性通常使用方向图，在水平面上，辐射与接收无最大方向的天线称为全向天线，有一个或多个最大方向的天线称为定向天线。全向天线由于其无方向性，所以多用在点对多点通信的中心台。另外，我们可以采用一些技术使全向天线略带方向性，根据使用现场地形的需要使方向图成为椭圆形、扇形、心形等，这样使天线的应用就更加灵活、效率更加提高，定向天线由于具有最大辐射或接收方向，因此能量集中，增益相对全向天线要高，适合于远距离点对点通信，同时由于具有方向性，抗干扰能力比较强。

七、 理解天线的工作频带宽度？

答：天线的电参数一般都与工作频率有关，保证电参数指针容许的频率变化范围，即是天线的工作频带动宽度。对于天线常采有阻抗特性，即电压驻波比小于规定值下的频率连续段为天线的工作带宽。一般全向天线的工作带宽能达到工作频率范围的5-10%，定向天线的工作带宽达到工作频率的3-5%。通常，宽频带天线工作频率范围大，适用于多点通信系统共享，宽频带天线干扰能力强，相对增益高，适用于单频点通信系统使用。

八、 理解天线的工作频带宽度？

答：移动通信系统常使用特性阻抗50Ω的同轴电缆作为馈线，为了有效的反电波传输到天线端口，应尽量减小馈线的传输损耗，传输损耗取决于电缆的直径和长度，同一频率下电缆直径越大，损耗越小，电缆越长损耗越大，原则上，要求电缆的传输损耗不宜超过3分贝。下表列出常用电缆的衰减值（Db/m），用户可根据自己的情况，合理选择电缆型号及长度

频率型号 150MHZ 400MHZ 900MHZ

SYV-50-7 0.121 0.203 0.295

CTC-50-7 0.060 0.100 0.165

CTC-50-8 0.050 0.085 0.135

CTC-50-12 0.040. 0.060 0.105

进口10D-FB 0.0040 0.070 0.110

九、 如何选择天线安装地点？

答：由于地形和环境地的影响，天线接收至的电磁波是有效直射波与反射绕射波及散射波的叠加，其结果决定了接收点处的场强幅度和相位，并直接影响天线的应用效果。因此，选择天线架设位置应注意以下几个方面。

（1） 天线的发射或接收方向应避开障碍物（楼房、铁塔、桥梁）；

（2） 天线架设地点应尽量远离干扰源（高压线、航线、铁塔、公路等）；

（3） 天线应尽量架设在附近的置高点；

（4） 如有几付天线同在一个铁塔上工作，应特别注意它们之间左右和上下的间距，以防相互耦合影响系统性能。

十、 天线系统应如何安装？

答：首先将天线、馈线和配套零件部件按产品说明的要求组装好，然后在天线的支撑位置，用卡具固定于塔杆的天线支架上，并使天线与塔杆的平行间距大于使用波长，减少塔杆对天线性能的影响。大天线端口处，将馈电线用连接器（或称电缆头）与天线接好，弯一个直径约五十倍馈线直径的圆环固定于天线支架上，避免连接器部位直接受力而断线或损坏。

十一、天馈系统如何防水和雷电干扰？

答：天线和馈线本身都有很好的防水、防腐蚀性能，我们所指的主要是天馈系统室外连接部位的防水和防潮湿。天线和馈电线主要是靠连接器连接，采用。另外，在馈线进入室内处弯一个反水弯，可避免雨水沿馈电线进入室内设备。

天线一般都架设在室外较高的位置，有交待 防止雷电干扰和破坏，才能确保通信系统的安全工作。因此，地面设施（如铁塔、建筑物等）应有良好的接地措施，接地电阻不在于4Ω天线应架设在塔顶避雷针的有效避雷范围内，即避雷针顶部下方45°角覆面内。通信天线一般都设计成外壳直接接地型，但为防止雷电、强电感应或天气变化引起的脉冲放电对通信的冲击，还应在馈电线上串接避雷装置，使通信系统更安全的工作，我公司研制生产的LP系列串接型避雷器国内老式产品的更新换代品，已广泛用于各种天馈系统中。

十二、如何检测天馈系统？

答：天馈系统架设好后，应由专业技术人员使用检测仪器进行检测。通常可在发射机和天馈系统之间串接通过式功率针，检验设备发射功率和反射功率的大小叛断系统工作是正常。

十三、天馈系统有哪些典型故障？

答：天馈系统常见故障有

(1) 天线的性能、参数不能满足使用要求；

(2) 接头密封为严，使水汽进入馈线，影响信号发射；

(3) 架设位置不合理，如太靠近干扰源等；

(4) 发射机功率超过天线额定功率，使天线过载或烧毁；

(5) 遭受外物撞击，改变了天线原有结构和性能参数；

(6) 电缆头焊接不牢固，信号时有时无；

(7) 天线波束指向偏离，天线立杆或支架偏位等。 

十四、如何排除上述故障？

答：如遇到上述故障，可采取如下方法处理：

（1） 更换天线；

（2） 更换电缆，并严格按操作要求用防水或自粘防水胶把接头处密封好；

（3） 远干扰源，天线与架设天线的塔杆相距大于使用波长；

（4） 更换额定功率大的天线；

（5） 送回厂家修理；

（6） 重新更换电缆头，仔细焊拉防止虚焊；

（7） 调整天线指向，修复支架，重新紧固。

十五、雨雷天气通信效果不佳是否是天线问题？

答：电磁波在不现媒质传播其损耗也有不同。一般来说雨雷天气的散射损耗和吸收衰减，因此，会影响接收电平，使通信区域变小、效果变差。随着天转好，通信恢复正常，则说明天线系统无问题，但如果天气晴朗后，通信效果仍不好，则应由专业人员检查该系统是否存在故障。