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2.1 天线基本参数
天线是电磁波的收发装置,天线基本参数设置直接影响整个无线通信系统的性能。图2-1所示是一个典型无线通信系统的射频前端组成,包括天线、传输线、双工器、低噪声放大器(简称“低噪放”)和功率放大器(简称“功放”)等模块。从无线通信链路可知,天线是连接自由空间与有线电路的桥梁[1]。天线的一端通过传输线与射频微波电路相连,处理对象是电压和电流信号;另一端与自由空间相连,处理对象是电场和磁场信号。相应地,天线基本参数可分为两类:一类是与电路相关的电路特性参数;另一类是与自由空间相关的辐射特性参数。此外,在工程应用中还需要考虑天线特有参数。
图2-1 典型无线通信系统的射频前端组成
电路特性参数用于衡量传输线与天线的匹配程度,即天线从传输线接收了多少能量用于发射或传递给了传输线多少能量用于接收。具体参数包括反射系数、回波损耗、电压驻波比、频带、端口耦合系数、端口隔离度、输入阻抗、特性阻抗、三阶互调、功率容量等。
辐射特性参数用于衡量天线与自由空间的匹配程度,即天线与自由空间的能量交换关系;还用于衡量天线在三维空间中的波束形状。利用辐射方向图衡量天线在三维空间中的波束形状,具体参数包括增益、辐射效率、波束指向、波束宽度、主瓣、副瓣、背瓣、极化、口面效率、前后比等。