無線電通信天線分集技術(shù)介紹
最初,許多設(shè)計者可能會擔(dān)心區(qū)域規(guī)范的復(fù)雜性問題,因?yàn)槭澜鐓^(qū)域不同規(guī)范也各異。然而,只要多加研究便能了解并符合不同區(qū)域的法規(guī),因?yàn)樵诿恳粋€地區(qū),通常都會有一個政府單位負(fù)責(zé)頒布相關(guān)文件,以說明“符合特定目的”的發(fā)射端相關(guān)的規(guī)則。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/155444.htm無線電通信中更難于理解的部分在于無線電通信鏈路質(zhì)量與多種外部因素相關(guān),多種可變因素交織在一起產(chǎn)生了復(fù)雜的傳輸環(huán)境,而這種傳輸環(huán)境通常很難解釋清楚。然而,掌握基本概念往往有助于理解多變的無線電通信鏈接品質(zhì),一旦理解了這些基本概念,其中許多問題可以通過一種低成本、易實(shí)現(xiàn)的被稱作天線分集(antenna diversity)的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。
環(huán)境因素的考慮
影響無線電通信鏈路持續(xù)穩(wěn)定的首要環(huán)境因素是被稱為多徑/衰落和天線極化/分集的現(xiàn)象。這些現(xiàn)象對于鏈路質(zhì)量的影響要么是建設(shè)性的要么是破壞性的,這取決于不同的特定環(huán)境??赡馨l(fā)生的情況太多了,于是,當(dāng)我們試著要了解特定的環(huán)境條件在某個時間點(diǎn)對無線電通信鏈接的作用,以及會造成何種鏈接質(zhì)量時,這無疑是非常困難的。
天線極化/分集
這種被稱為天線極化的現(xiàn)象是由給定天線的方向?qū)傩砸鸬?,雖然有時把天線極化解釋為在某些無線電通信鏈路質(zhì)量上的衰減,但是一些無線電通信設(shè)計者經(jīng)常利用這一特性來調(diào)整天線,通過限制收發(fā)信號在限定的方向范圍之內(nèi)達(dá)其所需。這是可行的,因?yàn)樘炀€在各個方向上的輻射不均衡,并且利用這一特性能夠屏蔽其他來源的射頻噪聲。
簡單的說,天線分為全向和定向兩種。全向天線收發(fā)信號時,在各個方向的強(qiáng)度相同,而定向天線的收發(fā)信號被限定在一個方向范圍之內(nèi)。若要打造高度穩(wěn)固的鏈接,首先就要從了解此應(yīng)用開始。例如:如果一個鏈路上的信號僅來自于特定的方向,那么選擇定向天線獲益更多。裝有定向天線的接收器接收位于由天線方向?qū)傩詻Q定的視線方向范圍之內(nèi)的發(fā)射器發(fā)出的信號,而其他位于該方向范圍之外的發(fā)射器發(fā)出的信號被屏蔽。
裝有定向天線的發(fā)射器發(fā)射它的大部分能量到預(yù)定的方向上,而不是在所有方向上發(fā)射,同時也不會減小它的覆蓋能力。
為了簡化對天線剖面的理解,天線廠商提供了天線輻射圖。天線輻射圖有不同的格式,如E面圖(E plane plot)和波瓣圖(polar plot),如圖1。除了方向性或形狀外,E面圖提供了大量信息,但通常不如波瓣圖表述的那樣清楚明了。波瓣圖被設(shè)計成類似指南針,使得對于任意給定方向上的天線增益更易理解。
在圖2中,工程師能看到一個高級的二維視圖,指示在預(yù)定的平面上天線如何運(yùn)行。然而天線也傾向于在其他軸上改變特性,但通常不提供三維圖形數(shù)據(jù),因?yàn)檫@會顯著增加圖表的復(fù)雜性。拉桿天線是一個典型的全向天線,它有一個簡單的三維剖面。在平面圖中,拉桿天線能提供極佳的覆蓋,但是在三維圖形中,它們在本身正上方或正下方的表現(xiàn)極差,這有助于我們能更了解天線被放在兩層的室內(nèi)環(huán)境中的情況。
通常,由于RF信號會被墻壁和其他室內(nèi)物體反射,因此不易觀察到天線極化的效果,然而,仍可以觀察到其它對RF信號可能是建設(shè)性或破壞性的作用,此作用被稱為多徑/衰減。當(dāng)發(fā)射器或接收器有些小移動,且對鏈接質(zhì)量造成極大差異時,通常便會觀察到此種衰減現(xiàn)象。當(dāng)天線在接收和傳送信號的波峰時便會發(fā)生此情況。
多重路徑則是此概念的延伸。當(dāng)無線電通信電波被傳送時,它們被接收器接收的路徑可能不只一條,由于其他物體(例如墻壁和樹木)的反射形成多重路徑,信號可能來自多個路徑。接收這些來源的信號,其到達(dá)的時間可能會有些微小差距,這就意味可能會發(fā)生輕微的相位偏移。當(dāng)這些信號結(jié)合在一起,它們可能會導(dǎo)致“衰減”這種消失的形式。最差的情況之一,是兩個信號以相差180o的相位到達(dá)接收器,接收器將無法看到任何數(shù)據(jù),造成100%的信號衰減。在大部分的情況中,接收器不太可能會接收到相位偏移達(dá)180o的兩個信號,但是當(dāng)多重路徑的環(huán)境出現(xiàn)時,某些相位偏移還是有可能發(fā)生的,在這些情況下,便會發(fā)生某些信號衰減。
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