射频天线
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天线是用来接收或发送无线电信号的装置，它可以是用来接收无线电波的天线，也可以是用来发送无线电波的天线。天线的类型有很多种，常见的有偶极天线、方向性天线、天线阵列等。在通信领域中，天线起着非常重要的作用，它直接影响到无线信号的传输质量和距离。
方向性
天线的方向性是天线在不同方向上接收或发射无线信号的能力。方向性较强的天线在特定方向上具有较高的增益，而在其他方向上的增益较低。天线的方向性通常用指向性图来描述，指向性图显示了天线在不同方向上的辐射模式。
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在天线工程中，常用的指向性参数包括主瓣宽度、副瓣水平和垂直角度、前后比等。这些参数可以帮助工程师评估天线在不同方向上的性能，从而选择合适的天线用于特定的应用场景。
可以使用以下方式表示天线的方向性：
- 主瓣宽度：
- 副瓣水平和垂直角度：和
- 前后比：
驻波比
天线的驻波比（Standing Wave Ratio，SWR）是衡量天线性能的重要指标之一。它是天线输入端的阻抗匹配情况的指示，也可以反映天线的辐射效率和性能稳定性。
天线的驻波比可以通过以下公式计算：
[ SWR = \frac{Z_{\text{max}}}{Z_{\text{min}}} ]
其中，(Z_{\text{max}}) 是天线输入端的最大阻抗，(Z_{\text{min}}) 是天线输入端的最小阻抗。
通常情况下，天线的理想驻波比为1，表示天线输入端的阻抗完全匹配，没有反射波。当驻波比大于1时，表示存在阻抗不匹配，会导致信号的部分反射，影响天线的性能。
dB、dBm、dBi
- dB：分贝（dB）是一种对数单位，用于表示两个数值之间的比率。它通常用于衡量信号的强度、功率的增益或损失等。计算公式为：[ \text{dB} = 10 \log_{10} \left( \frac{P}{P_0} \right) ] 其中，( P ) 是要比较的功率值，( P_0 ) 是参考功率值。
- dBm：分贝毫瓦（dBm）是一种用于表示功率级别的单位，它是相对于1毫瓦（mW）的功率比率。计算公式为：[ \text{dBm} = 10 \log_{10} \left( \frac{P}{1 \text{ mW}} \right) ] 其中，( P ) 是要比较的功率值。
- dBi：分贝增益（dBi）是一种用于表示天线增益的单位，它是相对于理想点源天线的增益。计算公式为：[ \text{dBi} = 10 \log_{10} \left( \frac{P_{\text{out}}}{P_{\text{in}}} \right) ] 其中，( P_{\text{out}} ) 是天线输出功率，( P_{\text{in}} ) 是天线输入功率。
增益的计算公式为：[ \text{增益} = 10 \log_{10} \left( \frac{P_{\text{out}}}{P_{\text{in}}} \right) ] 其中，( P_{\text{out}} ) 是输出功率，( P_{\text{in}} ) 是输入功率。
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db 是相对值， dbm 是绝对值
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方向性增强
天线的方向性增强是天线在特定方向上的辐射能力比其他方向更强。这通常通过改变天线的结构或设计来实现，以便在特定方向上获得更强的信号传输或接收能力。
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在天线设计中，常见的方法包括使用定向天线（如定向天线、馈源天线等）、阵列天线（如线性阵列、平面阵列等）或者通过天线的形状和尺寸来实现方向性增强。
在无线通信中，天线的方向性增强可以帮助减少干扰、提高信号覆盖范围、增加通信距离等，因此在实际应用中具有重要意义。
在数学上，天线的方向性增强可以通过天线的辐射图来描述，辐射图显示了天线在不同方向上的辐射功率密度分布。一般来说，方向性增强的天线会在主瓣方向上有更高的辐射功率密度，而在副瓣方向上有较低的辐射功率密度。
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波束宽度
波束宽度通常用于描述电磁波或声波的传播特性。在无线通信中，波束宽度指的是天线辐射出的电磁波在空间中的覆盖范围。在声学中，波束宽度则指声波在空间中的传播范围。
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波束宽度可以用以下公式表示：
[ \theta = \frac{c}{D} ]
其中，θ表示波束宽度，c表示波速，D表示天线或声源的直径或长度。
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带宽
天线带宽是天线能够有效工作的频率范围。在无线通信中，天线的带宽决定了它能够接收和发送信号的范围。天线带宽通常以赫兹（Hz）为单位表示，它取决于天线的设计和材料，以及工作频率的选择。天线带宽的大小直接影响着通信系统的性能和覆盖范围。
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无论是发射天线还是接收天线，它们总是在一定的频率范围内工作的，通常，工作在中心频率时天线所能输送的功率最大，偏离中心频率时它所输送的功率都将减小，据此可定义天线的频率带宽。
馈线衰减系数
馈线衰减系数通常用 \alpha 表示，它是衡量信号在传输过程中衰减的程度的参数。衰减系数与传输介质的特性以及信号的频率有关。一般情况下，衰减系数与传输距离成正比，传输距离越长，衰减越严重。
衰减系数可以通过以下公式计算：
\alpha = \frac{10}{L} \log_{10} \left( \frac{P_{\text{in}}}{P_{\text{out}}} \right)
其中，\alpha 表示衰减系数，L表示传输距离，P_{\text{in}}表示输入功率，P_{\text{out}}表示输出功率
例如，普通的非低耗电缆SYV-9-50-1， 900MHz 时衰减系数为 β ＝ 20.1dB / 100m ，也可写成 β＝ 3dB / 15m ， 也就是说， 频率为 900MHz 的信号功率，每经过15m 长的这种电缆时，功率就要少一半。
馈线的匹配
馈线的匹配是将馈线与其工作频率下的阻抗进行匹配，以确保信号的最大传输和最小损耗。馈线的匹配可以通过调整馈线的特性阻抗来实现，常见的匹配方法包括使用阻抗变换器、匹配网络或者调节馈线的长度和宽度等方式。
在微波和射频工程中，馈线的匹配是非常重要的，因为匹配不良会导致信号的反射和损耗，影响系统性能。因此，设计和实现良好的馈线匹配是确保系统性能的关键步骤。
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在实际工作中，天线的输入阻抗还会受到周围物体的影响。为了使馈线与天线良好匹配，在架设天线时还需要通过测量，适当地调整天线的结构，或加装匹配装置。
馈线反射损失
前面已指出，当馈线和天线匹配时，馈线上没有反射波，只有入射波，馈线上传输的是行波，这时，馈线上各处的电压幅度与电流幅度都相等，馈线上任意一点的阻抗都等于它的特性阻抗。
而当天线和馈线不匹配时，也就是天线阻抗不等于馈线特性阻抗时，负载就只能吸收馈线上传输的部分高频能量，而不能全部吸收，未被吸收的那部分能量将反射回去形成反射波。
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馈线的反射损失可以通过以下公式计算：
[ \text{反射损失(dB)} = -20 \log_{10} | \Gamma | ]
其中，( \Gamma ) 表示反射系数，可以通过以下公式计算：
[ \Gamma = \frac{Z_L - Z_0}{Z_L + Z_0} ]
其中，( Z_L ) 为负载的阻抗，( Z_0 ) 为馈线的特性阻抗。
天线增益
天线增益通常用单位dBi（dB isotropic）来表示，它是天线相对于理想的等向天线的增益。天线增益可以用以下公式表示：
[ \text{Gain (dBi)} = 10 \times \log_{10} \left( \frac{\text{RPD}}{\text{RPIS}} \right) ]
RPD是天线在特定方向上的辐射功率，RPIS是等向天线的辐射功率。
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增益是指在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的场强的平方之比，即功率之比。增益一般与天线方向图有关，方向图主瓣越窄，后瓣、副瓣越小，增益越高。
行业知识标准
50欧传输线的50欧是指它的特征阻抗。特征阻抗是电磁波波导的概念。特征阻抗的计算在理想的情况下并不需要考虑材料导电率，而是认为材料为理想电导体，电导率为无穷大，电流只在材料表面（此处为同轴电缆芯线的外表面，屏蔽层的内表面）流动，电流在导体上流动没有电阻和损耗。
特性阻抗不是电阻，是传输线的感抗与容抗的比，与长度无关，只与结构和绝缘材料有关。长电缆确实有电阻会造成信号衰减，但不会改变波形和驻波比。
50欧姆皱纹铜管同轴电缆主要用于地面移动通讯及无线电通讯天线馈线、地面基站用天线跳线、机房用馈线及天线连接线、军用数据信息传输线、超低频、调幅及调频无线电广播系统、地面微波通讯、航空及航海用雷达系统、战略等便携式通讯系统等。
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50欧姆编织型同轴电缆电气特性优良，其编织型结构更柔软，施工十分方便。常用于地面移动通讯及无线电通讯天线馈线、地面基站用天线跳线、机房用馈线及天线连接线、军用数据信息传输线、超低频、调幅及调频无线电广播系统、地面微波通讯系统、航空及航海用雷达系统和战略等便携式通讯系统等。
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总结
天线是用来发送或接收无线电波的装置，它可以将电能转换为无线电波，或者将无线电波转换为电能。天线的设计和选择对于无线通信系统的性能至关重要。
天线增益是指天线在特定方向上相对于理想点源天线的辐射功率增益。它是指天线在特定方向上相对于全向辐射的增益。天线增益通常用分贝（dB）来表示。
天线的特性包括频率响应、辐射图案、极化、带宽、驻波比等。这些特性决定了天线在不同工作条件下的性能表现。
馈线是连接天线和无线电设备的导线，常见的馈线材质包括铜、铝、同轴电缆等。不同的材质会影响馈线的传输损耗、阻抗匹配等性能。
在天线设计和应用中，有一些行业标准被广泛采用，例如IEEE、ITU等组织发布的标准文件，这些标准文件包含了天线的设计、测试、应用等方面的规范和指导。
