本文接續(xù)《天線基礎(chǔ)知識(shí)(一)》。

天線角度

天線角度是指天線分別與正北和水平兩方向形成的夾角，分別為方位角與下傾角。

天線按照方向性分為全向天線和定向天線，全向天線是水平面上360°發(fā)射或接收信號，故一般情況下所說的天線角度是指定向天線的方位角和下傾角。

天線角度與天線增益有關(guān)，角度越小，增益越大。但在選擇增益指標(biāo)時(shí)并不是越高越好，關(guān)鍵在于滿足信號覆蓋要求。一般可通過調(diào)節(jié)天線方位角和下傾角的方法，可以控制天線信號覆蓋范圍。

? 方位角: 是從正北方向水平順時(shí)針旋至天線主瓣方向形成的角度。

? 下傾角: 是天線主瓣方向和水平面的夾角。

? 波瓣角: 是天線方向圖中低于主瓣峰值3dB處所形成的夾角。

天線增益

天線增益是指在相同輸入功率時(shí)，天線在某一規(guī)定方向上的輻射功率密度與參考天線(通常采用理想輻射點(diǎn)源)輻射功率密度的比值。表示天線增益的參數(shù)有dBd和dBi。

? dBd: 相對于對稱陣子天線的增益。

? dBi: 相對于點(diǎn)源天線的增益，在各方向的輻射是均勻的。

? 理想輻射點(diǎn)源: 是指理想的各向同性天線，即一個(gè)簡單的點(diǎn)狀輻射源，在空間名個(gè)方向的輻射特性均相同。

天線增益用來衡量天線朝一個(gè)特定方向收發(fā)信號的能力，是選擇天線最重要的參數(shù)之一。增益與天線方向圖密切相關(guān)，方向圖主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。主瓣寬度與天線增益關(guān)系如圖所示。

波瓣寬度

波瓣寬度是指天線方向圖中低于主瓣峰值3dB處所形成的夾角寬度。波瓣寬度是定向天線常用的一個(gè)重要指標(biāo)。

? 主瓣: 不同天線有不同的方向圖，有些天線的方向圖呈現(xiàn)有許多花瓣的形狀，其中輻射強(qiáng)度最大的瓣稱為主瓣。

? 旁瓣: 天線的方向圖除主瓣外，其余的瓣稱為旁瓣或副瓣。

波瓣寬度越窄，方向性越好，作用距離越遠(yuǎn)，抗干擾能力越強(qiáng)。覆蓋時(shí)主要考慮主瓣，旁瓣通常會(huì)對周邊區(qū)域形成干擾，一般應(yīng)用中都要增強(qiáng)主瓣，抑制旁瓣。但在天線近點(diǎn)位置需要考慮借助旁瓣來消除覆蓋盲區(qū)。

天線的選擇

無線模塊傳輸距離主要受發(fā)射功率、接收靈敏度的影響。天線對上述參數(shù)影響尤為明顯。天線的諧振頻率、帶寬、增益、駐波比、特征阻抗等參數(shù)是考量天線性能的重要指標(biāo)。

工業(yè)無線短距離微功率通信模組，常見垂直極化，50歐特征阻抗的天線，用戶選擇天線需要主要考量諧振頻率，增益，駐波比三個(gè)參數(shù)。當(dāng)然天線類型是首要考慮的，陶瓷貼裝天線和軟板印刷體積小，安裝在產(chǎn)品殼體內(nèi)，不影響美觀;膠棒天線體積大，需要安裝在用戶產(chǎn)品殼體外部;吸盤天線具有較長引線，可以安裝在用戶產(chǎn)品定距離之外，但是性能表現(xiàn)受其吸附物體影響。

? 諧振頻率，就是通常所說的天線工作頻率。大多數(shù)用戶反映整體通信距離存在較大差異都是由于沒有選擇正確諧振頻率的天線造成的。

? 駐波比(電壓駐波比)，指天線駐波波腹電壓與波谷電壓幅度的比值。它反映天線與傳輸線系統(tǒng)的匹配程度，反映天線將電能轉(zhuǎn)化為電磁能的能力。理想情況下駐波比=1，表征傳輸線系統(tǒng)與天線完全匹配，天線將能量全部輻射到自由空間沒有能量反射到傳輸線;駐波比無窮大，表征全部能量被反射到傳輸線系統(tǒng)，沒有能量輻射到自由空間。因此選擇天線時(shí)駐波比參數(shù)越接近1越好，通常情況下天線駐波比低于2的都可以視為優(yōu)秀。

? 增益，在天線領(lǐng)域表示天線輻射集中程度?？梢娙蛱炀€輻射能力也是具有方向性的，選擇或者安裝不當(dāng)也會(huì)影響整體性能表現(xiàn)。在相同的條件下，增益越高電磁波傳播的距離越遠(yuǎn)。但實(shí)際實(shí)施中，應(yīng)以波束和覆蓋目標(biāo)區(qū)相匹配為前提下合理選擇天線增益。

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