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天線知識(shí) --什么是天饋系統(tǒng)？
發(fā)布時(shí)間：
2019-08-13 17:26
通訊天線廠家介紹天線分旋轉(zhuǎn)極化天線與非旋轉(zhuǎn)極化天線。旋轉(zhuǎn)極化天線有螺旋線天線和拋物面天線兩種。后者又有兩種基本形式，一種稱為主焦點(diǎn)拋物面天線，它只有一個(gè)反射面，是前饋型的；另一種稱為卡塞格倫天線，是后饋型的，它除了主反射面(拋物面)以外，還有副反射面(雙曲面)，電波經(jīng)兩次反射后才集中到一點(diǎn)。主焦點(diǎn)天線簡(jiǎn)單，但性能較差；卡塞格倫天線的低噪聲前置放大器可以放在拋物面的背后，可以防止陽光照射，特別適合在熱帶的衛(wèi)星電視接收站使用，但成本較高。
大型衛(wèi)星通信站的拋物面天線直徑為15~30m，中型為4~10m，家用直播衛(wèi)星電視Ku頻段接收天線可小至0.5m。目前我國(guó)C頻段衛(wèi)星電視接收站多用1.5~3m天線，Ku波段用0.75~1.5m天線。隨著天線、饋源的效率和性能的提高，以及低噪聲放大器噪聲溫度的降低，天線直徑可減小。
有些有線電視系統(tǒng)采用多焦點(diǎn)拋物面天線，用一個(gè)固定天線同時(shí)接收多顆衛(wèi)星的電視信號(hào)。這種天線裝有多個(gè)饋源，可以形成多個(gè)波束，每個(gè)饋源分別接收來自不同衛(wèi)星的信號(hào)。其反射器使用變形的球面或拋物面，例如用球面上截取的矩形，或用兩種曲線構(gòu)成反射器，水平方向是園弧，垂直方向是拋物線的一部分。
此外，還有平板天線和環(huán)焦天線等，前者使用輕便，適合家庭接收用；后者減小了天線旁瓣，提高了接收效率。為了靈活地接收不同衛(wèi)星上的電視節(jié)目，還生產(chǎn)出一種電動(dòng)極軸天線。該天線除了原有的天線、饋源外，還設(shè)有電動(dòng)機(jī)減速傳動(dòng)天線機(jī)構(gòu)和微機(jī)控制的天線控制器。
天線的饋源系統(tǒng)：饋源是天線的心臟，它用作高增益聚集天線的初級(jí)輻射器，為拋物面天線提供有效的照射。
(1)尺寸盡量小。完整的饋源系統(tǒng)主要由饋源喇叭、90°移相器和圓矩變換器幾部分組成。饋源按使用的方式可分為前饋饋源和后饋饋源。按衛(wèi)星頻段可分為C頻段饋源和Ku頻段饋源；目前已開發(fā)出C和Ku頻段的共用饋源。前饋饋源一般應(yīng)用于普通的拋物面天線，后饋饋源一般應(yīng)用于卡塞格倫天線。
(2)無交叉極化。即無干擾主極化的交叉分量，要求饋源輻射場(chǎng)的交叉化分量盡可能小。
(3)有合適的方向圖。饋源初級(jí)方向圖不能太窄，否則拋物面不能被全部照射；但也不能太寬，以免功率泄漏過多。另外，初級(jí)方向圖應(yīng)接近于旋轉(zhuǎn)對(duì)稱，最好沒有旁瓣和尾瓣。
(4)有理想的波前。圓拋物面天線要求饋源的波前為球面，以確保該相位中心與焦點(diǎn)重合時(shí)拋物面口徑場(chǎng)的相位均勻分布。否則，會(huì)引起天線方向圖畸變、增益下降、旁瓣升高。
(5)無交叉極化。即無干擾主極化的交叉分量，要求饋源輻射場(chǎng)的交叉化分量盡可能小。
(6)阻抗變化平穩(wěn)。要求在工作頻段內(nèi)，饋源的輸入阻抗不應(yīng)變化過大，以保證和饋線匹配。
拋物面天線常用饋源形式有角錐喇叭、圓錐喇叭、開口波導(dǎo)和波紋喇叭等。前饋饋源中使用最多的是波紋槽饋源；再有一種叫帶扼流槽的同軸波導(dǎo)饋源。后饋饋源喇叭常用的是介質(zhì)加載型喇叭，它是在普通圓錐喇叭里面加上一段聚四氟乙烯襯套構(gòu)成的。偏饋天線要選用偏饋饋源，偏饋饋源盤的波紋呈漏斗狀，而正饋饋源的波紋盤為水平狀。
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5G天線結(jié)構(gòu)與造價(jià)大有不同，從天線的結(jié)構(gòu)看，5G 射頻實(shí)現(xiàn)了從“RRU+天線”向有源天線AAU 的轉(zhuǎn)變。在目前廣泛應(yīng)用的分布式基站中，RRU 與BBU 分離并通過饋線與天線相連。Massive MIMO 技術(shù)將天線變成一體化有源天線AAU（Active Antenna Unit）。AAU 集成了RRU 與傳統(tǒng)天線的功能，數(shù)字接口獨(dú)立控制每個(gè)天線振子，構(gòu)成主動(dòng)式天線陣列。由于射頻單元不再需要饋線和RRU相連，而是直接用光纖連接BBU，此前令人困擾的饋電損耗趨于零。同時(shí)，有源天線的部署變得更加容易，可以安裝在諸如路燈、電線桿等場(chǎng)合，從而減少站點(diǎn)租賃和運(yùn)營(yíng)成本。
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