使用无线AP时,相信大家都注意到它的有效信号覆盖范围并不大,因此不管是用于终端接入还是长距离中继,效果都不会太理想,如果是进行企业级的建筑、公共设施无线布网,
光靠AP自身的无线天线是远远不够的,还要借助一种专门的无线信号放大设备--无线网络天线。
天线是能量置换设备,是无源器件,其主要作用是辐射或接收无线电波,辐射时将高频电流转换为电磁波,将电能转换电磁能;接收时将电磁波转换为高频电流,将磁能转换为电
能。天线的性能质量直接影响移动通信网络的覆盖和服务质量;不同的地理环境,不同服务要求需要选用不同类型,不同规格的天线。天线在无线网络布局工作中有很大的作用。
无线网络天线,其主要功能是汇聚或放大无线信号,从而增加了无线信号强度,明显地扩大了无线覆盖面积和桥接距离。
天线的主要性能指标:
表征天线性能的主要参数有方向图,增益,输入阻抗,驻波比,极化,双极化天线的隔离度,及三阶交调等。
1、方向图
天线方向图是表征天线辐射特性空间角度关系的图形。以发射天线为例,从不同角度方向辐射出去的功率或场强形成的图形。一般地,用包括最大辐射方向的两个相互垂直的平
面方向图来表示天线的立体方向图,分为水平面方向图和垂直面方向图。平行于地面在波束最大场强最大位置剖开的图形叫水平面方向图;垂直于地面在波束场强最大位置剖开的图
形叫垂直面方向图。
描述天线辐射特性的另一重要参数半功率宽度,在天线辐射功率分布在主瓣最大值的两侧,功率强度下降到最大值的一半(场强下降到最大值的0.707倍,3dB衰耗)的两个方
向的夹角,表征了天线在指定方向上辐射功率的集中程度。一般地,GSM定向基站水平面半功率波瓣宽度为65o,在120o的小区边沿,天线辐射功率要比最大辐射方向上低9-
10dB。
2、方向性参数
不同的天线有不同的方向图,为表示它们集中辐射的程度,方向图的尖锐程度,我们引入方向性参数。理想的点源天线辐射没有方向性,在各方向上辐射强度相等,方向是个球
体。我们以理想的点源天线作为标准与实际天线进行比较,在相同的辐射功率某天线产生于某点的电场强度平方E2与理想的点源天线在同一点产生的电场强度的平方E02的比值称为
该点的方向性参数D=E2/E02。
3、天线增益
增益和方向性系数同是表征辐射功率集中程度的参数,但两者又不尽相同。增益是在同一输出功率条件下加以讨论的,方向性系数是在同一辐射功率条件下加以讨论的。由于天
线各方向的辐射强度并不相等,天线的方向性系数和增益随着观察点的不同而变化,但其变化趋势是一致的。一般地,在实际应用中,取最大辐射方向的方向性系数和增益作为天线
的方向性系数和增益。
另外,表征天线增益的参数有dBd和dBi。DBi是相对于点源天线的增益,在各方向的辐射是均匀的;dBd相对于对称阵子天线的增益dBi=dBd+2.15。相同的条件下,增益越
高,电波传播的距离越远。
4、入阻输入阻抗
输抗是指天线在工作频段的高频阻抗,即馈电点的高频电压与高频电流的比值,可用矢量网络测试分析仪测量,其直流阻抗为0Ω。一般移动通信天线的输入阻抗为50Ω。
5、驻波比
由于天线的输入阻抗与馈线的特性阻抗不可能完全一致,会产生部分的信号反射,反射波和入射波在馈线上叠加形成驻波,其相邻的电压最大值与最小值的比即为电压驻波比
VSWR。假定天线的输入功率P1,反射功率P2,天线的驻波比VSWR=(+)/(-)。
6、极化方式
根据天线在最大辐射(或接收)方向上电场矢量的取向,天线极化方式可分为线极化,圆极化和椭圆极化。线极化又分为水平极化,垂直极化和±45o极化。发射天线和接收天
线应具有相同的极化方式 。
7、双极化天线隔离度
双极化天线有两个信号输入端口,从一个端口输入功率信号P1dBm,从另一端口接收到同一信号的功率P2dBm之差称为隔离度,即隔离度=P1-P2。
无线网络天线类型:
根据不同的应用情况,可有以下几种不同类型的天线以供选择:
全向天线——适用于各桥接点距离较近、分布角度范围大且数量较多的情况。
扇形天线——此类型天线具有能量定向和汇聚功能,可以有效地进行水平180度、120度、90度范围内的覆盖,当桥接点在某一角度内较集中的情况下,可选用此类型天线。
平板天线——平板天线的波速角度可分为30度和15度,能量汇聚能力强,适用在远程连接点相对集中且数量较少的环境下。
碟形天线——是定向天线中能量汇聚能力最强,信号方向指向性最好的一种类型的天线,当桥接点位置固定切数量少而集中的项目中,此类型天线是最佳选择。