定向天線簡介

英飛暢 發佈 2023-02-02T12:25:02.852119+00:00

天線是無線電通信系統中的重要組成部分。天線是能夠有效地向空間某特定方向輻射電磁波或者能夠有效地接收空間某特定方向來的電磁波的裝置,具有一定方向性。天線按照方向性可分為全向天線和定向天線,今天一起具體了解一下定向天線。


天線是無線電通信系統中的重要組成部分。天線是能夠有效地向空間某特定方向輻射電磁波或者能夠有效地接收空間某特定方向來的電磁波的裝置,具有一定方向性。天線按照方向性可分為全向天線和定向天線,今天一起具體了解一下定向天線。

(一)基礎知識

在實際運用中,所有類型的射頻天線都有一定程度的方向性,但其中有部分類型天線的設計和方向性更強。

定向天線是用於從特定方向源接收信號或在特定方向傳輸信號。天線的方向性根據導入至天線主方向的天線輸入能量來判斷。從理論來說,減去互連和天線損耗,絕對定向天線可以單一以直線方式發送全部信號能量。


但實際運用中定向天線無法達到理想狀態,因實際設計和構造會對方向性產生限制,而且定向天線是在其最直接的有限頻率範圍內工作。

(二)與全向天線區別

全向天線,即在水平方向圖上表現為360°都均勻輻射,也就是無方向性。一般情況下波瓣寬度越小,增益越大。全向天線在通信系統中一般應用距離近,覆蓋範圍大,價格便宜。

定向天線,在水平方向圖上表現為一定角度範圍輻射,也就是有方向性。同全向天線一樣,波瓣寬度越小,增益越大。定向天線在通信系統中一般應用於通信距離遠,覆蓋範圍小,目標密度大,頻率利用率高的環境。

圓頂多頻段天線,698 MHz ~2.7 GHz ,最大 5 dBi,N 型母頭輸入連接器


全向天線和定向天線之間也可以這樣說:全向天線會向四面八方發射信號,前後左右都可以接收到信號,定向天線就好像在天線後面罩一個碗狀的反射面,信號只能向前面傳遞,射向後面的信號被反射面擋住並反射到前方,加強了前面的信號強度。

(三)不同類型應用

不同類型的定向天線帶寬不同,但為了實現其目標性能,還需充分權衡其尺寸、重量、效率、設計複雜性和/或成本。與多數射頻無源元件和有源器件一樣,定向天線的相對尺寸與天線工作頻率範圍成正比,高頻天線比例小於低頻天線。

GPS無源雙頻天線, 1.22 GHz ~1.58 GHz ,標稱增益 6 dBic,N 型母頭輸入連接器


地理導航系統的微弱信號接收便是使用的定向天線,如GPS天線。還有點對點微波鏈路、毫米波回程鏈路以及各種形式的測試,包括電磁兼容性測試。

平板天線和貼片天線也屬於定向天線,因其纖薄外形和高方向性,常用於蜂窩通信、無線通信和回程應用。

還有八木天線也是一種常見的定向天線,通常用於ISM頻段應用、SCADA、科學、醫療和其他工業。

WR-137 標準增益喇叭天線,5.85 GHz~ 8.2 GHz,標稱增益 20 dBi,輸入端 N 型母頭, ProLine


增益喇叭天線是一種高方向性的波導天線,種類繁多。部分波導增益喇叭天線配有一個集成在天線中的同軸-波導適配器,還有一些則使用標準尺寸的波導輸入。需注意的是,波導增益喇叭天線的頻率範圍即使在有同軸接口的情況下也會受限於波導尺寸,而寬帶波導喇叭天線則是專為最佳帶寬而設計,就不會出現這種情況。增益喇叭天線常用於測試和測量應用,以及測量其他天線的性能,用於認證、合規檢測或其他測量應用。

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