WLAN—天线技术原理&各种器件介绍

1、无线电波基础知识：
定义：无线电波是一种能量传输形式，在传播过程中国，电场合磁场在空间是相互垂直的，同时这两者又都垂直于传播方向；
无线电波：自由空间传递的电磁波，频率300Hz及以下，原理是导体中的电流强弱的改变会产生无限电波，通过调制可以将信息加载在电波之上，当电波通过空间传递到收端时电波影响到电磁场又会产生电流，然后再解调出将信息在电流变化中提取出来，这样就实现了信息通讯。

2、无线电波的频率与波长：
频率即“震动”的速率，或者解释为在一秒内通过的波的数量（单位赫兹）；

波长是波在两个相邻周期上的相同点距离，也即一个震动周期内的传输的距离，通常用相邻两个波峰或者波谷之间的距离来表达。

3、无线电波的极化：
天线向周围空间辐射电磁波，其电场方向是按一定的规律而变化的；
天线的极化，就是指天线辐射时形成的电场强度方向：
1）如果电波的电场方向垂直于地面，我们就称它为垂直极化波。
2）如果电波的电场方向平行于地面，我们就称它为水平极化波。
4、电磁波的辐射：
导线上有交变电流流动时，就可以发生电磁波的辐射，辐射的能力于导线的长度和形状有关。

如图：若导线的距离很近，电场被束缚在两导线之间，因而辐射很微弱，将两导线张开，电场就散播在周围空间，辐射增强。
5、天线的定义及作用：
定义：能够有效的地向空间某特定方向辐射电磁波或者能够有效地接收空间某特定方向来的电磁波的装置。
作用：天线电设备中用来发射和接收电磁波的部件。
1）能量转换：导行波和自由空间的转换，高频电流与电磁波的转换；
2）定向辐射和接收：具有一定方向性。

6、天线的分类：
1）按用途分类：通信天线、电视天线、雷达天线；
2）按工作频段分类：短波天线、超短波天线、微波天线；
3）按方向性分类：全向天线、定向天线；
安外形分类：线状天线、面状天线等。

7、天线的基本原理—半波对称阵子：
1）两臂长度相等的振子叫做对称振子。每臂长度为四分之一波长，全长为二分之一波长的振子，称为半波对称振子。波长越长，天线半波振子越大。
2）单个半波对称振子可独立使用作为抛物面天线的馈源，也可采用多个半波对称振子组成天线阵。

8、天线的方向性：
1）发射天线的基本功能：
把从馈线传输过来的能量向周围空间辐射出去；
把大部分能量朝所需的方向辐射；
2）天线的方向性是指天线向一定方向辐射电磁波的能力，对于接受天线而言，方向性表示天线对不同方向传来的电波所具有的接收能力。

全方向天线适合近距离P2P、P2M；
定向天线适合远距离P2P（辐射电磁波的能力较为集中）。
9、天线的方向图：
1）天线的方向性的特性曲线通常用方向图来表示；
2）方向图说明天线在空间各个方向上所具有的发射或接收电磁波的能力。

3）扁平面包圈越扁，信号越集中；

10、天线的极化：电场矢量在空间运动的轨迹。

水平极化会在大地传播过程中产生极化电流，受大地阻抗影响电场信号迅速衰减，而垂直极化则不会出现这种情况，所以通信系统一般使用垂直极化天线或者+—45°双极化天线。
1）双极化天线：两个极化在空间相互正交的波；

11、常用WLAN天线形态：

吸顶天线：吸顶天线的内部结构，虽然尺寸很小，但由于是在天线宽带理论的基础上，借助计算机的辅助设计，以及使用网络分析仪进行调试，所以能很好地满足在非常宽的工作频带内的驻波比要求，按照国家标准，在很宽的频带内工作的天线其驻波比指标为VSWR ≤ 2 。当然，能达到VSWR ≤ 1.5 更好。顺便指出，室内吸顶天线属于低增益天线, 一般为G = 2 dBi。
室内定向天线：一般都是5—8dbi，可用于室内分布式系统中。
鞭状天线：主要是和特定的室内放装AP连用。

一般的全向天线适合短距离的信息传输，定向天线适合远距离的信息传输，定向天线越尖锐传播的距离越远但是操作难度较大，需要将信号对准。
12、天线的参数介绍：
1）增益（覆盖距离的关键指标）：、
相同输入功率时时，天线在某一规定方向上的辐射功率密度与参考天线（通常采用理想辐射点源）辐射功率密度的比值；
2）增益与天线方向图密切相关，方向图主瓣窄，副瓣越小，增益越高。

13、波瓣宽度（3dB bandwidth）：
水平/垂直覆盖宽度的关键指标
1）方向图通常都有两个或多个瓣，其中辐射强度最大瓣称为主瓣，其余称为副瓣或者旁瓣。
2）方向图主瓣范围内，相对最大辐射方向功率密度下降一半（3dB）的角度，称为波瓣宽度或半功率角，分为水平面波瓣宽度和垂直波瓣宽度。

14、功率度量单位：

0dBm=1mw 3dBm=2mw -3dBm=0.5mw 10dBm=10mw -10dBm=0.1mw
15、功分器：将一路输入信号能量等分成两路或者多路输出的器件。
1）常见二功分器、三功分器、四功分器。
2）类型：微带功分器、腔体功分器。
3）传输功率较大的场合优先使用腔体器件，腔体器件长期工作稳定。
4）作为合路器使用时，只能采用微带功分器。

16、耦合器：将一路输入信号能量不等分成两路输出器件。
常见：5dB、6dB、7dB、10dB、15dB耦合器等规格。

17、合路器：用来将多个系统的发射信号互补干扰地组合成为一路输出，同时在同一路中的接收信号互不干扰地分配给各个系统端口，可分为同频合路器和多频合路器。

18、射频同轴电缆（馈线）WLAN常用RF电缆：

19、射频连接头、接头：

20、防护器件：